电容式测孔传感器

~ 2. 12 电容式测孔传感器电容式ìÞ14犀传感器已在~2. 4中作了介绍，本节专门介绍电容式测孔传感器。~2.12.1 尔开j洲-1L伶感~图2.12.1环形测孔传感;m结构示意图1.保护后，2.内民蔽环I3.内电磁所谓环形测孔传感器，I.!p测孔用的电极为一个剧环状，如图2.12.1所示。工作原理在图2.12.1中，dl为内电极直径(3mm)，dz为内屏蔽环内径d3为内屏蔽环外径(3.8-6mm), 。.2mm); dm为节困直径。•lmm) J t为内电极与内屏蔽环间绝缘层厚度(O.lmm)0 它们之间有如下关系sd1 = dl + 2t (2.12-1) dm=÷叫+dz)川2一2)(dt + 3h) ~2dl (2.12-3) 环形传感器测孔如图2.12.2所示。图中，传感器1和被测工件7间的电容为178 传感技术大全-一位移、长度、角度及速度传感器灵敏限0.01μm(归mm传感器)，cPlmm的灵敏度限为0.001μm。环形电容传感器可测精密设备的微小孔径。它的优点是线性度好，性能稳边，结构简单，精度向。S2.12.2 1.单向、双向测-1L传感a单向测孔传感器3 工作原理单向测孔传感器如图2.12. 4 所示，被视11工件内孔与传感器芯轴形成一个复杂的形状。从顶部截ïIli肴，它们间的空隙为一个月牙状。实际上则为回2.12.5所示的复杂形状。由于传感器的;在铀单向靠子被测图2.12.41. ~位点2.~锦单向测孔传感苦苦4.电饭工件一边，故称为直在向测孔传感器。3.被测孔5. ~ø工件单向测孔传感器的电容(在斜靠时)可由.下式表示:c=丛毛LIn去72 式中h (2.12-11) R一被测孔的半径，R1一芯轴半径F1-芯轴斜靠时的棱长，h可由下式结出图2.12.5单向测孔传感k=乏式中t川一u指实体形状1.芯捕J2.被测工件内孔.S一传感器电极面积(在1= CP时~CP为芯轴直径〉S。一半径为凡、高为￠的圆柱面面积~IlP So=2rrRlcP 为了计算s大小，可将·芯轴给于因2.12.6中。出睦i可知(2.12-13)> cos tI = ^ J汇存?Y JX2+(JR!-(号)丁--x ' 8 。图2.12.6计算参曼史时用的;芯制图因2.12.7计算参数时用的被测工件孔的眩，第二~1去度、厚度传感苦苦~ 2. 12 179 J汇存Fx J2+R;-(手)2(2.12-14) 而被削工件孔的图给于图2.12.7中。由图中可知1 =, =3 mm (即传感器宦径)，C, = 1PF (标准固定电容)，几=6. 8V (信号源电压)时，整机灵敏度为~R _ 0.01μ 77-τγ (2.12一22)t在向测孔时，最大的缺点就是定位点对测量结果影响较大。如图2.12.8所示，当被测工件重心不在被测孔的中心线上时，则得到的~R并不对应于孔直径的数值，而是对j在于孔直径附近弦长的数值。这就给测量带来误差。2.双向测孔传感器工作原理为了克服单向测孔传感器的接触点定位的缺点，可采用由两个传感器构成的双向测孔传感器，如图2.12.9所示。先将传感器调到苦轴线上，再移动ν的工作面，使~R，= ~Rl = ~R，则被测孔径D::: D1 + 2~R (2.12-23) 式'11D，一芯轴宦径。主要性能同单向测孔.4 2 因2.12.8定位点对测'应约来的影响因2.,21.比filli2.被E国工件3.芯输4.电极1.披2 .9 双向测孔测工件.;t;M 3.电极4.电极寻l线