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隨著科學(xué)技術(shù)與工業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)精密測(cè)量?jī)x器的分辨率、精度和穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高。超精密電容測(cè)微儀作為一種非接觸式精密測(cè)量?jī)x器，具有溫度穩(wěn)定性好、測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、使用方便，并可實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前，電容測(cè)微儀廣泛應(yīng)用于航天、航空、汽車、機(jī)床、光學(xué)器件加工、半導(dǎo)體及其它工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域，主要用來(lái)測(cè)量各種介質(zhì)的薄膜厚度、金屬形變、微小位移、微小孔徑及各種截面的形狀誤差等。

高精度運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，為了滿足各行業(yè)對(duì)納米級(jí)位移的實(shí)現(xiàn)和檢測(cè)的要求，芯明天特研發(fā)設(shè)計(jì)電容式傳感器，現(xiàn)國(guó)產(chǎn)自研超精密電容式傳感器正式面市！

電容測(cè)微儀的優(yōu)點(diǎn)

·穩(wěn)定性好

電容式傳感器的電容值通常與電極材料無(wú)關(guān)，且介質(zhì)損耗小，本身發(fā)熱小，因此穩(wěn)定性非常好。

·結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)

電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，待測(cè)體是導(dǎo)體或半導(dǎo)體均可,還可在惡劣環(huán)境中工作。它體積小巧，可適于空間受限環(huán)境中的應(yīng)用。它也可工作在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場(chǎng)等惡劣的環(huán)境中，也能對(duì)帶有磁性的工件進(jìn)行測(cè)量。

·動(dòng)態(tài)響應(yīng)好

電容式傳感器可進(jìn)行上千赫茲的振動(dòng)測(cè)量，在千赫茲以上工作的分辨率仍可達(dá)幾十納米。

·非接觸測(cè)量

電容式傳感器是非接觸式測(cè)量，對(duì)被測(cè)件不會(huì)造成表面摩擦等影響。

除上述優(yōu)點(diǎn)之外，還因帶電極板間的靜電引力極小，因此電容式傳感器所需輸入能量極小，特別適宜低能量輸入的測(cè)量，例如測(cè)量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等，且分辨力非常高，能感受納米甚至亞納米的位移。

電容式傳感器工作原理

電容式傳感器是基于理想平板電容原理設(shè)計(jì)的，是以空氣為介質(zhì)，被測(cè)物體與傳感器各自作為一個(gè)平板電極構(gòu)成平行板電容。若忽略邊緣效應(yīng)，其平板電容器的電容為：

式中，ε為極間介質(zhì)的介電常數(shù)，A為兩電極板所覆蓋的有效面積，h為兩電極之間的距離。

當(dāng)被測(cè)運(yùn)動(dòng)物體做上、下位移（即h變化）或左、右位移（即A變化）時(shí)，將引起電容量的變化，通過(guò)測(cè)量電路可以將這種電容變化轉(zhuǎn)換為電壓、電流、頻率等電信號(hào)輸出，根據(jù)輸出信號(hào)的大小，可測(cè)定運(yùn)動(dòng)物體位移的大小，從而實(shí)現(xiàn)了微位移、微小尺寸及振動(dòng)的測(cè)量。

由此可知，若被測(cè)物理量的變化使得h、A、ε三個(gè)參數(shù)中任一個(gè)的變化都將引起電容量變化，如果保持其中兩個(gè)不變，而僅僅改變其中一個(gè)參數(shù)，就可以把該參數(shù)的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化，通過(guò)測(cè)量電路就可以轉(zhuǎn)化為電壓輸出。

芯明天電容測(cè)微儀

芯明天公司專注于納米級(jí)精密定位產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。芯明天為國(guó)內(nèi)外客戶提供精密定位技術(shù)解決方案及系列化產(chǎn)品，可實(shí)現(xiàn)亞納米級(jí)分辨率及納米級(jí)定位精度。目前設(shè)計(jì)研發(fā)的電容式傳感器可應(yīng)用于壓電納米定位產(chǎn)品，同時(shí)也有一系列的電容測(cè)微儀產(chǎn)品。

芯明天電容傳感器基于平行板電容器原理，傳感器與相對(duì)面被測(cè)目標(biāo)形成的兩個(gè)電極，采用保護(hù)環(huán)電容器原理，在測(cè)量時(shí)，可保證傳感器仍是線性的。

E09.CAP系列電容非接觸式測(cè)微儀，可測(cè)量0~500μm范圍內(nèi)的微小位移，測(cè)量精度為納米級(jí)。測(cè)微儀由機(jī)箱與傳感模塊組成，可組成多通道測(cè)量。

模塊組合

芯明天電容式傳感器的傳感信號(hào)采集模塊，采用模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊對(duì)應(yīng)一個(gè)電容傳感器，并一對(duì)一進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定。

E09.CAP傳感信號(hào)采集模塊

該傳感信號(hào)采集模塊集成到芯明天標(biāo)準(zhǔn)E01或E00機(jī)箱中。其中E01機(jī)箱最多可集成6個(gè)E09.CAP傳感信號(hào)采集模塊，E00機(jī)箱可集成12個(gè)E09.CAP傳感信號(hào)采集模塊。

因此，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品電容式測(cè)微儀可選擇1至12通道，非常適于使用批量電容傳感器進(jìn)行測(cè)量的應(yīng)用，如光刻機(jī)等。

電容測(cè)頭

芯明天該款電容傳感器的測(cè)頭，體積非常小巧，外徑僅φ10mm,高為18.5mm。對(duì)應(yīng)待測(cè)目標(biāo)的最小直徑為10mm，為非接觸式測(cè)量。

技術(shù)參數(shù)

E09.CAP系列電容傳感器的基本技術(shù)參數(shù)如下：

注：更多參數(shù)詳情及價(jià)格，歡迎咨詢芯明天區(qū)域銷售經(jīng)理。

典型應(yīng)用

電容式傳感器的高精度使其應(yīng)用非常廣泛，可用于振動(dòng)檢測(cè)、振幅檢測(cè)、變形檢測(cè)、精密制造、尺寸檢測(cè)、尺寸篩選、位移檢測(cè)、絕緣體厚度檢測(cè)、材料檢測(cè)等。

結(jié)語(yǔ)

超精密電容測(cè)微儀是一種非接觸式精密測(cè)量微小位移、微小振動(dòng)的儀器，具有溫度穩(wěn)定性好、測(cè)量精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

該電容式傳感器的面市，使得芯明天的產(chǎn)品品類又一次的增加，同時(shí)，它代表著芯明天向前發(fā)展的又一大跨步。未來(lái)，芯明天將持續(xù)投入并加大研發(fā)，為廣大用戶提供更好、更優(yōu)、更精、更小的納米運(yùn)動(dòng)與檢測(cè)產(chǎn)品！

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