电容测微测振

电容式精密测微测振传感器

超高精度电容测微测振仪（最高可分辨1nm）

电容式精密位移振动变形磨损等测量系统

电容式动态微小振动测量系统

转台转靶等旋转动态参量精密测量系统

智能型集成式电容测微测振传感器

电容测微测振仪是一种精密测量仪器。它可以应用于物体的微小位移、变形量、磨损量、胶带涂层厚度、油膜或气膜厚度、机械或物体的微小振动(动态频响2.7KHz内)测量;还可应用于弹簧高度自动分选、压电陶瓷电致伸缩变形特性和陀螺马达刚度测试等。该仪器系统已在机械加工制造与过程控制、航空航天精密测试、科研院所和高校的科学实验研究等方面成功应用，其测量精度、实用性和性价比均居同类产品前列。根据平行板电容传感器原理可知其电容值为：C=K.s.sld(pF)。其中K为真空中介电常数;为介质相对介电常数;S为极板面积;d为极板间距。、S、d只要保持两个不变，只改变其中任一参数就可使电容C改变，因而可制成变面积S型 、变介质介电常数 型和改变极板间距d三大类型电容式传感器。JWZC-I型电容测微测振仪系统使用自己设计加工的变极距型电容传感器。

电容测微测振电原理和传感器结构电气示意图

电容式测微测振系统采用运算式测量原理，是一种非接触式测量仪器，仪器测量精度、分辨率与测量位移大小(量程)有关。在小量程范围内，分辨率可高达1nm。一般情况下，当传感器有效直径为3(装夹外径为10)时，分辨率为0.1um，测量范围可达±100um，仪器精度为0.1%～0.3%。也可以根据用户的实际测量环境和使用对象专门设计传感器的敏感和装夹尺寸大小，进行个性化定制。

激光切割头Z浮电容式位移传感器

激光切割加工在现代机械加工制造领域应用广泛且市场前景广阔。激光切割过程中，为了保证切割质量，一般要求激光束焦点落在工件表面以下约三分之一板厚的地方，并在加工过程中保持不变，只有这样才能保证最佳切割效果。因此激光焦点位置的实时检测与控制，是激光切割加工中一项非常关键的技术。

由于激光束光轴方向为Z轴，机床加工平面为XY，故配备了激光自动聚焦装置的激光切割头一般称之为激光切割式Z浮，它能根据工件表面的起浮驱动激光切割头自动调整激光束的聚焦位置。激光切割式Z浮一般由切割头一体化传感器、微小信号检测系统、计算机控制系统以及伺服电机组成。

目前国内外产品中激光焦点位置的实时检测大都使用电容式位移传感器(俗称感应器，也是激光切割头的喷嘴)，它能感知和实时测量激光喷嘴与切割板材的距离，从而实现激光焦点位置的实时检测与控制。

实际加工中，由于工件表面的凹凸不平，表面热变形以及电容传感器连接电缆会产生寄生电容干扰等因素影响，这会使得精密位移实时测量与控制的难度大大增加，且实际解决起来问题较为复杂。

我公司基于多年从事电容传感器产品的研究开发经验，提出了有效解决这些问题的方案。

方案一：信号转换处理集成一体化

如下图所示，将信号转换处理模块集成于传感器切割头的喷嘴内，构成真正的一体化电容位移传感器，输出到控制器的信号为数字量，且具有数据远传功能。

信号转换处理模块具体包括下面几部分功能，如下图所示。

切割头只需要一个4芯的连接插头，连接电缆为高温屏蔽电缆，与电容调高控制器连接的最大传输距离可达100米。

方案二：采用双屏蔽等位环电容测微技术

如下图所示，激光切割头喷嘴的电容传感器是在传统的纯铜喷嘴外加两层屏蔽，即芯层(位移/电容有效信号获取)、内屏蔽层(保护环)和外屏蔽层(大地，接机床和加工板材)，层与层之间必须绝缘。

这种重新设计加工出的喷嘴电容传感器能有效改善传统纯铜喷嘴感应器所产生边缘效应的影响，能有效提高测量精度、稳定性和可靠性。