隨著科學(xué)技術(shù)與工業(yè)的飛速發(fā)展，對精密測量儀器的分辨率、精度和穩(wěn)定性要求也越來越高。超精密電容測微儀作為一種非接觸式精密測量儀器，具有溫度穩(wěn)定性好、測量精度高、動態(tài)響應(yīng)好、結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、使用方便，并可實(shí)現(xiàn)非接觸測量等一系列優(yōu)點(diǎn)。目前，電容測微儀廣泛應(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)測控領(lǐng)域，主要用來測量各種介質(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。

作為高精度運(yùn)動控制系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)者，為了滿足各行業(yè)對納米級位移的實(shí)現(xiàn)和檢測的要求，芯明天特研發(fā)設(shè)計(jì)電容式傳感器，現(xiàn)國產(chǎn)自研超精密電容式傳感器正式面市!

電容測微儀的優(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)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)

電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡單，待測體是導(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)磁場等惡劣的環(huán)境中，也能對帶有磁性的工件進(jìn)行測量。

·動態(tài)響應(yīng)好

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

·非接觸測量

電容式傳感器是非接觸式測量，對被測件不會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量，例如測量極低的壓力、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)被測運(yùn)動物體做上、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，通過測量電路可以將這種電容變化轉(zhuǎn)換為電壓、電流、頻率等電信號輸出，根據(jù)輸出信號的大小，可測定運(yùn)動物體位移的大小，從而實(shí)現(xiàn)了微位移、微小尺寸及振動的測量。

由此可知，若被測物理量的變化使得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，通過測量電路就可以轉(zhuǎn)化為電壓輸出。

芯明天電容測微儀

芯明天公司專注于納米級精密定位產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。芯明天為國內(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)亞納米級分辨率及納米級定位精度。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，傳感器與相對面被測目標(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微儀，可測量0~500μm范圍內(nèi)的微小位移，測量精度為納米級。測微儀由機(jī)箱與傳感模塊組成，可組成多通道測量。

模塊組合

芯明天電容式傳感器的傳感信號采集模塊，采用模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊對應(yīng)一個(gè)電容傳感器，并一對一進(jìn)行校準(zhǔn)標(biāo)定。

E09.CAP傳感信號采集模塊

該傳感信號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傳感信號采集模塊，E00機(jī)箱可集成12個(gè)E09.CAP傳感信號采集模塊。

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

電容測頭

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

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，可用于振動檢測、振幅檢測、變形檢測、精密制造、尺寸檢測、尺寸篩選、位移檢測、絕緣體厚度檢測、材料檢測等。

結(jié)語

超精密電容測微儀是一種非接觸式精密測量微小位移、微小振動的儀器，具有溫度穩(wěn)定性好、測量精度高、動態(tài)響應(yīng)好、結(jié)構(gòu)簡單的優(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，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)動與檢測產(chǎn)品!

若您有電容式傳感器相關(guān)應(yīng)用需求及定制測量設(shè)備需求等，歡迎您聯(lián)系芯明天公司進(jìn)一步溝通、了解。

審核編輯：湯梓紅