电容式测微仪的原理分析

来源：哈尔滨芯明天科技有限公司 2019年05月22日 11:20

　　电容式测微仪是毫米级测量范围、纳米级测量精度的仪器。测微仪包括电感测微仪、电容测微仪、激光测微仪三种类型，主要用于高精度测量长度、厚度、深度、锥度等应用。

　　在电容微位移测量中，电容位移传感器对微位移的测量越、响应速度越快、非线性越小，整体性能就越好。首先由传感器感受微位移的变化，并将其转换成电容量的变化，然后经过信号转换电路将电容量的变化转换成可测的电压信号，然后利用A/D转换器实现信号的采集，由单片机进行信号的处理和传输。终实时显示，并进行线性拟合给出相关数据。

　　以电容式微位移传感器为基础，利用运算放大器测量电路原理，当恒定频率的正弦激励电流通过传感器电容时，传感器上产生的电压幅值与电容极板间隙成比例关系。主放大器具有高输入阻抗，保证足够大的开环增益以实现高精度运算，其输出为一调幅波，幅值的变化与被测位移变化一一对应。通过全波整流电路、增益滤波电路对放大的被测信号进行解调，后进入A/D转换进行数据处理，在单片机的控制下完成数据的显示等过程，提高了输出信号的抗干扰性。

　　电容式非接触式测微仪，通过电容测头可以测量0-200μm范围内的微小位移，测量精度为纳米级。测微仪由机箱与传感模块组成，可组成多测量通道数。它基于一个理想的平行板电容器原理，传感器与相对面被测目标形成的两个电极，采用保护环电容器原理，用于测量任何金属时，传感器仍是线性的。

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