Fachartikel aus MECHATRONIK 5/2015, S. 24 bis 25
Kapazitive Wegsensoren im industriellen Einsatz
Kompromisslos genau
Wenn hohe Genauigkeit gefordert ist, auf das Messobjekt ausgeübte Kräfte zu vermeiden sind und hochempfindliche Oberflächen keine Berührung zulassen, dann ist spezielle Sensorik zur Weg-, Abstands- und Dicke-Messung gefragt.
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| Egal ob nahe am absoluten Nullpunkt oder bei extremer Hitze – das kapazitive Messprinzip ist unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen. (Bild: Micro-Epsilon) |
Kapazitive Wegmessung basiert auf der Wirkungsweise des idealen Plattenkondensators. Eine Abstandsverschiebung der Platten – Sensor und Messobjekt – bewirkt eine Änderung der Gesamtkapazität. Durchfließt ein Wechselstrom konstanter Frequenz und konstanter Amplitude den Sensorkondensator, so ist die Amplitude der Wechselspannung am Sensor dem Abstand zum Messobjekt (Masse-Elektrode) proportional.
Die Abstandsänderung des Messobjekts zum Sensor wird im Controller abgegriffen, aufbereitet und als Messwert über verschiedene Ausgänge zur Verfügung gestellt. Für eine stabile Messung ist eine gleichbleibende Dielektrizitäts-Konstante zwischen Sensor und Messobjekt erforderlich, da das Messsystem nicht nur vom Abstand der Elektroden abhängt, sondern auch auf Änderungen des Dielektrikums im Messspalt reagiert. Um die höchste Messpräzision, beispielsweise im Nanometer-Bereich, zu erzielen, sollte die Umgebung sauber und trocken sein. (as)
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