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Micro epsilon1a0215Titelstory

Sensor+Test Halle 12, Stand 337

Kapazitive Sensoren werden überall dort eingesetzt, wo präzise Messergebnisse gefordert werden. Aufgrund der sehr guten Temperaturstabilität eignet sich das kapazitive Messprinzip speziell für Anwendungen, in denen Temperaturschwankungen auftreten. Interessant sind auch andere Sensortechnologien wie Lasersensoren, die einen starken Temperaturdrift des Signals verzeichnen. Die kKapazitive Sensoren von Micro-Epsilon werden häufig zur Qualitätssicherung im Prozess oder als Messwertaufnehmer für komplette Regelkreise verwendet. Die Sensoren messen Vibrationen, Auslenkung, Ausdehnung, Weg, Durchbiegung, Verformung, Dicke uvm.


Micro epsilon1b0215Als elektromagnetisches Verfahren misst ein kapazitives Messsystem standardmäßig alle leitfähigen Objekte mit gleichbleibender Empfindlichkeit und Linearität. Das System wertet den Blindwiderstand des Plattenkondensators aus, der sich mit dem Abstand ändert. Kapazitive Sensoren können unter bestimmten Bedingungen auch Isolatorwerkstoffe messen, wobei in der Regel die Sensormasse als Gegenelektrode fungiert und der Isolatorwerkstoff als Koppelmedium. Ein annähernd lineares Ausgangssignal wird auch für Isolatoren durch elektronische Beschaltung möglich.

Nahezu ideale Linearität

Die „Capa NCDT“ Sensoren gibt es in zwei Ausführungen. Die gängigere Ausführung ist ein vollständig triaxialer Sensoraufbau, bei dem sich an der vorderen Sensorkante neben der Messelektrode die Schutzringelektrode und Erdung befinden. Daher lassen sich diese Sensoren auch in leitfähigen Materialien völlig bündig einbauen. Zudem ist eine Berührung der Sensoren bei mehrkanaligen Messungen zulässig. Es gibt aber auch Sensoren, die ein seitlich zurückversetztes Gehäuse haben.

Bei dieser Art von kapazitiven Sensoren kann sich das Feld auch seitlich der Elektrode ausbreiten. Das hat den Vorteil, dass bei kleinerem Sensordurchmesser ein größerer Messbereich erzielt werden kann. Um Feldverzerrungen und damit auch Nichtlinearität zu vermeiden, wird bei den Capa NCDT Sensoren um die Elektrode herum ein aktiver Schutzring montiert.

Micro epsilon60215Elektrisch auf gleichem Potential wie die Elektrode gehalten bündelt er das Feld der Elektrode. Dadurch entsteht ein sehr homogenes Messfeld. Die vom Schutzring ausgehenden Feldlinien werden bei der Messung nicht berücksichtigt. Die Capa NCDT Sensoren setzen das Schutzringkondensator-Prinzip in vollem Umfang um und nutzen damit die Vorteile eines homogenen elektrischen Feldes zwischen Sensor und Messobjekt aus. Durch das homogene Feld erreichen sie in der Praxis eine nahezu ideale Linearitätskennlinie.

Messung auf alle Oberflächen

Da die Messung bei allen leitenden Objekten durchführbar ist, wird die beispielsweise nicht durch optische Eigenschaften des Messobjekts beeinflusst. So sind auch transparente oder spiegelnde Oberflächen mit maximaler Genauigkeit zu erfassen.

Micro epsilon70215Die Capa NCDT Systeme können auch zur linearen bzw. einseitigen Dickenmessung von Isolatoren eingesetzt werden. Die Feldlinien durchdringen den Isolator und schließen sich mit dem elektrischen Leiter. Ändert sich die Dicke des Isolators, beeinflusst dies den Blindwiderstand Xc des Sensors. Der Abstand zur Gegenelektrode muss dabei konstant sein. Beispiele für nicht leitende Messobjekte sind (auch glasfaserverstärkte) Kunststoffe, Keramiken, Steatit, Porzellan, Glas, Klebstoffe, Harze, Öle oder Gelatine.

Bei elektrisch leitfähigen Werkstoffen wie Metallen ist durch gegenüberliegende Anbringung der Sensoren eine zweiseitige Dickenmessung möglich. Durch das kapazitive Messprinzip erfolgt die Messung ausschließlich gegen die Oberfläche, ohne ein Eindringen des Feldes in das Messobjekt. Dadurch kann die Dicke auch von sehr dünnen Werkstoffen zuverlässig gemessen werden. Jeder der beiden Sensoren liefert ein lineares Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Abstand der Sensorstirnseite zur Messobjektoberfläche. Ist der Abstand der Sensoren bekannt, lässt sich die Dicke des Messobjektes einfach bestimmen. Werden die Messkanäle synchronisiert, ist die Messung auch gegen nicht geerdete Messobjekte möglich. Beispiele für leitende Messobjekte sind Metalle, Graphit, Silizium, CFK, Wasser

Zahlreiche Applikationen – auch in sicherheitskritischen Bereichen

Micro epsilon40215Kapazitive Sensoren von Micro-Epsilon haben sich seit Jahrzehnten in unterschiedlichen Anwendungen bewährt. Dank der zuverlässigen Technologie werden sie auch in sicherheitskritischen Bereichen eingesetzt. Mit über 25 Standardsensoren mit den Messbereichen von 50 µm bis 10 mm lassen sich zahlreiche Anwendungsfelder abdecken. Die Sensormodelle gibt es in zylindrischer Bauform sowohl mit Stecker als auch integriertem Kabel, als Flachsensor und in Leiterplattenbauform. Dabei kommen verschiedene Materialien und Fertigungstechnologien zum Einsatz.

Neben der Standard-Ausführung aus Edelstahl bzw. Invar sind auch Sensoren aus Titan erhältlich. Eine Besonderheit bieten die ECT-Sensoren. ECT steht für Embedded Capacitor Technology, bei der das Sensorelement in ein besonders stabiles Trägerelement eingebettet wird. Diese ECT Sensoren bieten eine erhöhte Langzeit- und Temperaturstabilität und eigenen sich besonders für Tiefsttemperatur, UHV und Reinraum. Die Messelektrode im ECT-Sensor ist sehr flexibel in der geometrischen Gestaltung. Als Plattenelektrode kann sie kundenspezifisch in unterschiedlichen geometrischen Formen gebaut werden.

Micro epsilon50215
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Di Dez 12 @08:00 Antriebstechnik Servo/Motion – Basic Workshop Veranstalter: Mitsubishi Electric
Do Dez 14 @08:00 Antriebstechnik Frequenzumrichter – Advanced Workshop Veranstalter: Mitsubishi Electric