Témata
Zdroj: Micro-Epsilon

Přesné bezkontaktní měření vzdálenosti

Kapacitní snímače od firmy Micro-Epsilon slouží pro přesné bezkontaktní měření vzdálenosti do 10 mm s přesností až v řádu nanometrů. Fungují na principu deskového kondenzátoru: jednu elektrodu tvoří aktivní plocha snímače a druhou elektrodou je samotný měřený objekt. Z toho důvodu lze touto metodou měřit jen vodivé materiály. Změna vzdálenosti objektu způsobí změnu kapacity, kterou kalibrovaná jednotka přepočítá na změnu v jednotkách délky.

Ladislav Martínek

Pracuje ve společnosti Micro-Epsilon na pozici Technická podpora a marketing. Vystudoval v oboru elektrotechnika.

Reklama

Kapacitní snímače vzdálenosti se vyznačují vysokou přesností a nízkou cenou, ale mají i omezené použití.

Výhody a nevýhody kapacitních snímačů

Kapacitní snímače jsou vysoce přesné. Poměr ceny snímače k přesnosti je nejlepší z celého portfolia snímačů Micro-Epsilon. V katalogu najdete měřicí rozsahy od 0,05 mm do 10 mm. Linearita začíná na 150 nm a rozlišení na 37 pm. Jako u všech snímačů vzdálenosti platí, že čím je menší měřicí rozsah, tím je vyšší přesnost.

Kapacitní snímače mají vynikající teplotní stabilitu a měří stabilně i v dlouhém časovém úseku. Měří plošně, ale plocha není tak velká jako například u snímačů pracujících na bázi vířivých proudů, a nemají offset, takže hodnota 0 mm je při dotyku cíle se snímačem. Typickým cílem je kov, ale měřit je možné i polovodiče.

Jak už je u artiklů vyráběných společností Micro-Epsilon zvykem, lze vyvinout snímač s nekatalogovými parametry na míru (OEM). V nabídce je i speciální kalibrace (např. na válec či na kouli) a provedení určené do náročných prostředí (vakuum, žár). Snímače však nevyžadují kalibraci na konkrétní cíl, a proto je lze libovolně měnit a prohazovat mezi sebou.

Kapacitní systém capaNCDT 6228 má k dispozici sondy s označením CSE/HT, které snesou teploty až do 800 °C. (Zdroj: Micro-Epsilon)

Kapacitní snímače mají i řadu nevýhod, na které je třeba brát zřetel při vytipování správné měřicí metody pro zadanou úlohu. Jaké to jsou? Jak už bylo zmíněno, kapacitní snímače jsou použitelné pouze na vodivé (či polovodivé) materiály a měřicí rozsah je poměrně krátký. Další nevýhodou v průmyslu je nutnost relativně čistého prostředí. Podmínkou stabilního měření je konstantní relativní permitivita dielektrika. Pokud by se mezi snímač a objekt dostala například kapka oleje, tak neměříme, ale jen detekujeme olej (což může být alternativní využití kapacitního snímače).

Novinka: Snímače pro aplikace při teplotách až do 800 °C

Kapacitní systém capaNCDT 6228 má k dispozici sondy s označením CSE/HT, které snesou teploty až do 800 °C. Dají se využít například při měření rozžhavených brzdových destiček. Měřicí rozsahy mají od 1 mm až do 20 mm (speciální prodloužený měřicí rozsah). Najednou lze měřit až čtyřmi snímači. Snímače samozřejmě mají i teplotně odolný kabel, který je kvalitně odstíněn, aby nedocházelo k rušení signálu elektrickým či magnetickým polem. Komunikace naměřených hodnot jednotkou capaNCDT 6228 probíhá analogově či digitálně, a to prostřednictvím rozhraní Ethernet či EtherCAT.

Reklama
Reklama
Reklama

Novinka: Extrémně malé kapacitní senzory

Nové senzory capaNCDT CSE01 a CSE025 rozšiřují portfolio Micro-Epsilon. Průměr 3 mm a délka 15,6 mm činí CSE01 jedním z nejmenších triaxiálních snímačů na světě. Kabel je integrovaný a díky tomu lze snímače instalovat i do velmi omezených prostor.

Nové senzory capaNCDT CSE01 a CSE025 z portfolia firmy Micro-Epsilon patří k nejmenším triaxiálním snímačům na světě. Díky integrovanému kabelu lze tyto snímače instalovat i do velmi omezených prostor. (Zdroj: Micro-Epsilon)

Příklady použití kapacitních snímačů

Kapacitní snímače se používají pro měření mezery mezi rotorem a statorem, pro měření házivosti turbín, pro nejrůznější měření ve strojích na výrobu polovodičů a čipů, a rovněž pro měření polohy levitujících objektů či tloušťky bateriových fólií. S využitím přidaného vodivého cíle je lze použít i pro měření náklonů zrcadel a optických čoček. Díky teplotní stabilitě se ve velkém používají pro měření házivosti a tloušťky brzdových kotoučů přímo v zátěžových testech. Osvědčily se rovněž při měření vnitřního průměru extrudérů.

Díky teplotní stabilitě se kapacitní senzory ve velkém používají pro měření házivosti a tloušťky brzdových kotoučů přímo v zátěžových testech. (Zdroj: Micro-Epsilon)

Zájemci o bližší informace mohou kontaktovat zástupce firmy Micro-Epsilon, a to buď telefonicky (+420 381 412 011), nebo e-mailem.


Umístění expozice firmy Micro-Epsilon na MSV 2023:
pavilon F, stánek 81

Související články
Přesné měření velkých vzdáleností

Laserové dálkoměry Micro-Epsilon ze série optoNCDT ILR měří vzdálenosti různých povrchů s vysokou přesností i v řádu desítek až stovek metrů. Jsou určené k použití v náročném průmyslovém prostředí, a to jak vnitřním, tak venkovním. Umožňují rychlou a snadnou montáž, nastavení i kalibraci, a lze je propojit s dalšími zařízeními ve výrobním závodě.

Průmyslové měření teploty pomocí pyrometrů

Nové širokospektrální pyrometry značky Micro-Epsilon naleznou uplatnění v celé řadě průmyslových aplikací. Kromě základní řady s integrovanou optikou je k dispozici například i miniaturní provedení, které lze instalovat do stísněných prostor, či varianta s externím kontrolérem, jež odolá i velice náročným teplotním podmínkám.

Za pokrokem v oblasti laserových snímačů

Bezkontaktní laserové snímače jsou jedním z významných nástrojů automatizace – umožňují kontrolu kvality a polohy dílů, a zároveň se vyznačují vysokou přesností, díky čemuž oplývají širokým využitím v průmyslu. Nová řada snímačů firmy Micro-Epsilon přichází na trh s novými funkcemi, jako je například technologie ASC či eliminace odleskového šumu.

Související články
Ještě přesnější optické mikrometry

Firma Micro-Epsilon, výrobce optických mikrometrů, představila nový přístroj optoCONTROL 2700. Na rozdíl od předchozí řady optoCONTROL 2520 je tento mikrometr vybaven telemetrickými čočkami, díky nimž lze přesně měřit i transparentní materiál, trojitým paprskem, jenž dokáže korigovat náklon měřeného objektu, a také novými měřicími programy.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Pokročilé měření tloušťky pásových materiálů

Znalost tloušťky je rozhodující pro posouzení kvality pásových materiálů či fólií. Vzhledem k tomu, že měření je často nutné provádět za pohybu, uvažujeme většinou o bezkontaktních měřicích metodách, které s ohledem na rychlost měření přinášejí výhody.

Nové konfokální systémy jsou kompaktnější

V tomto článku vám představíme novinky v portfoliu konfokálních systémů značky Micro-Epsilon. Konfokální systémy jsou standardně složeny z poměrně velkého kontroléru a malé sondy s optickým vláknem, kterou lze použít ve stísněných prostorách. Nové řady snímačů mají tento kontrolér třetinový, anebo dokonce integrovaný.

Měření vzdálenosti pomocí vířivých proudů v průmyslu

V průmyslu je často potřeba měřit v ne zrovna ideálním prostředí. Prach, špína a olej jsou naprosto běžnou součástí některých výrobních hal a ne vždy je možné vytvořit čisté a bezprašné prostředí, jaké je například v ESD prostorech elektrotechnických montáží. Tyto a další ztížené podmínky, jako je např. vysoká teplota či tlak, pravděpodobně zaměstnávají konstruktéry i ve vaší firmě. Tento článek představuje snímače vířivých proudů, které vynikají právě odolností vůči těmto vlivům, a to při zachování velmi vysoké přesnosti měření.

Měření v sub-nanometrech

Nejen díky rozvoji nanotechnologie, kdy je potřeba měřit opravdu malé polovodičové součástky, má společnost Micro-Epsilon ve svém portfoliu optické interferometrické měřicí systémy. Interferometr dosahuje sub-nanometrického rozlišení při zachování relativně velkého měřicího rozsahu a offsetu, který umožňuje větší vzdálenost od měřeného cíle. Pro představu, průměr lidského vlasu se pohybuje v desítkách tisíc nanometrů.

Inspekční a provozní měření
při výrobě baterií

Aktuální trend řešení klimatické krize vsadil na technologie, které pro uskladnění elektrické energie vyžadují enormní množství akumulátorů a baterií s vysokou kapacitou. V úvahu tak přichází jen plně automatizovaná výroba. Z technologických a bezpečnostních důvodů je nutné dodržet vysokou přesnost a bezchybnost výrobních procesů.

Průmyslové měření polohy, profilu a teploty

Společnost Micro-Epsilon se déle než padesát let věnuje vývoji a výrobě průmyslových snímačů vzdálenosti, polohy, profilu a teploty. Představujeme vám několik novinek, se kterými se můžete seznámit na MSV Brno 2021.

Snímače ušité potřebám na míru

Elektromagnetická indukce oslaví 190 let od svého objevení a za tu dobu našla využití snad ve všech odvětvích průmyslu. Moderní automatizace a robotizace se na tento princip stále spoléhá při měření vzdálenosti a polohy indukčními snímači. Tyto snímače máme v Micro-Epsilon zařazeny v produktové kategorii induSENSOR a nabízíme je pro přesné měření již od roku 1987. V článku si kategorii přiblížíme a podíváme se na novinky uplynulého roku.

Laserový skener v CNC řezacím zařízení

Pokročilé 3D skenování pomocí mapovacího softwaru umožňuje firmě MicroStep, výrobci a dodavateli CNC strojů na dělení materiálů plazmatem, laserem, autogenem, vodním paprskem a vysokootáčkovým vřetenem, měření skutečných rozměrů kopulí.

Vylepšený triangulační snímač střední třídy

Laserové snímače optoNCDT 1750 měří posunutí, vzdálenost a polohu v mnoha průmyslových odvětvích, jako je například automatizační technika, výroba elektroniky, automobilový průmysl a strojní zařízení. Tento nový model zachovává kompaktnost a robustnost svého osvědčeného předchůdce ILD1700, ale významně zvyšuje maximální vzorkovací frekvenci, přesnost a rozlišení.

Vysoce přesná senzorika pro práškový 3D tisk

S rostoucími možnostmi aditivní výroby se výrobci 3D tiskových strojů stále více spoléhají na vysoce přesné bezkontaktní senzory, které měří řadu parametrů, jako je např. poloha, posun, náklon a teplota při tisku. Nejen v případě práškového tisku z kovových a dalších materiálů se se používají i 3D senzory, a to ke kontrole reálných rozměrů vytištěných dílů.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit