Berührungslose, kapazitive Sensoren sind ideal für lineare Messungen, lineare Positionsmessungen und lineare Abstandsmessung. Die Sensoren erlauben sehr genaue Messungen mit hoher Bandbreite und werden unter anderem bei Anwendungen wie Festplattenlaufwerken, luftgelagerten Spindeln, Präzisions-Kreuztischen, optische Scheiben, Kfz-Teilen und Werkzeugmaschinen eingesetzt. Mit einer Auflösung von weniger als 0,05 nm und einer nahezu unbegrenzten Lebensdauer zählen sie zu den leistungsstärksten Sensoren.
Mit kapazitiven Sensoren ist es möglich über kurze Entfernungen im Nanometer Auflösungsbereich zu arbeiten. Der Sensor benutzt die Struktur des Messpunkts und ist daher kompakter als ein Linearencoder. Die Kosten für kapazitive Sensoren betragen im Subnanometer Bereich nur einen Bruchteil der für Interferometer anfallenden.
Kapazitive Sensoren von MS sind ideale Rückführungssysteme für Nanopositionierungen mit Piezo- oder Voicecoil Motore. Sie können als Rückführungssensor im Regelkreis oder als unabhängiger Lagesensor wirken. In der Nanopositionierer sind typischerweise mit 1 – 3 Achsen ausgestatte, die über einige hundert Micrometer pro Achse verfahren. Meist sind sie mit Dehnungsbändern konstruiert, die aus soliden Metallblöcken heraus gefräst werden. Dadurch erreicht man sehr saubere Bewegungen. Als Aktuatoren kommen Pieomotoren oder Voice Coils in Betracht.
Fast Tool Servo-Systeme werden in einer Vielzahl von Bearbeitungsanwendungen eingesetzt, um nicht rotationssymmetrische Oberflächen zu bearbeiten und verschiedene Oberflächenstrukturen zu erzeugen. Ein schnelles Werkzeugservo ist ein Werkzeughaltermodul mit einem Hochleistungslinearaktuator, der das Werkzeug bei einer bestimmten Bandbreite oszilliert. Kapazitätssensoren von MicroSense, die zur Rückmeldung des Servosystems verwendet werden, bieten sowohl die hohe Bandbreite als auch die hohe Auflösung, die für schnelle Werkzeugservoanwendungen erforderlich ist. Unser Modell 8810 ist mit Bandbreiten bis 20 KHz erhältlich.
Demodulator | Sensor-Serie | Anwendung |
|---|---|---|
Model 4810 | 2800er | Rückführungssignal für Positionierung im Nanometerbereich (Servoregelkreis) |
Model 8810 | 2800er | Rückführungssignal für Positionierung im Nanometerbereich (Servoregelkreis) |
Model 8810, 20 KHz Version | 2800er | Fast tool servo |
Model 6810 | 6000er | Positionierung mit sehr hoher Auflösung |
Unter den Messsystemen für Auslenkungsmessung, sind erreichen nur die kapazitiven Sensoren eine Auflösung die vergleichbar mit der eines Interferometers ist. Da die Sensoren berührungslos messen, beeinflussen sie nicht das Objekt durch Kontakt oder Gewicht. Typische Anwendungen sind:
Kapazitive Sensoren ermöglichen eine direkte Messung von Geradheit und Planheit von hochpräzisen Fertigungsmaschinen und Tischen. Vorteilhaft ist, dass dies ohne Fehler möglich ist, wie es bei einer Messung mit Laserinterferometer vorkommt.
Demodulator | Sensor-Serie | Anwendung |
|---|---|---|
Model 4810 | 2800er | Messen von Auslenkung bei guter Stabilität |
Model 8810 | 2800er | Messen von Auslenkung bei guter Stabilität; Test von Präzisionstischen |
Für eine Überwachung einer Spindel eignen sich kapazitive Sensoren ebenfalls. Durch die Auflösung im Nanometerbereich, können wichtige Daten über wiederholbare und nicht wiederholbare Fehler erfasst werden. Die kontaktlose Messung mit den Probes kann direkt am Werkzeug erfolgen, denn die Messköpfe haben standardmäßig einen Durchmesser kleiner als 0,5 mm.
Kapazitive Positionssensoren eignen sich besonders für den Einsatz in Hochgeschwindigkeitsspindeln und anderen rotierenden Anwendungen. Da die kapazitiven Sensoren eine sehr hohe Bandbreite für die Messung bereitstellen, kann der gesamte Geschwindigkeitsbereich einer Anwendung beziehungsweise einer Spindel überwacht werden.
Demodulator | Sensor-Serie | Anwendung |
|---|---|---|
Model 5810 | 5000er | Messung von Rundlauf |
Model 6810 | 6000er | Messung von Rundlauf mit sehr hoher Auflösung |
Model 8810 | 2800er | Messung von Rundlauf bei langsamer Geschwindigkeit und gut geerdeten Objekten |
SpinCheck | Spindle Metrology System | Komplettes Messsystem mit Datenerfassung und Datenanalyse |
Berührungslose Präzisionskapazitätssensoren verfügen über kleine Sensorköpfe mit geringer Masse und eine schnelle Reaktionszeit. Sie eignen sich daher gut für die Messung von Schwingungen in einer Vielzahl von Hochleistungsmaschinen, einschließlich Präzisions-X-Y-Stufen, Werkzeugmaschinen, Hochgeschwindigkeitsdruckgeräten und Geräten zur Herstellung von Halbleitern.
Ideal für Schwingungsmessanwendungen, bei denen der Einsatz eines Beschleunigungsmessers nicht möglich oder sinnvoll ist. Für Präzisionsstufen, die bei der Halbleiterherstellung verwendet werden, ist es möglich, die Vibration des Stufenstapels in der Waferebene zu messen, ohne der Waferhalterung Masse hinzuzufügen.
Zur berührungslosen Messung von strukturellen Schwingungen in Präzisionsabtaststufen zur Bestimmung der vertikalen Schwingungen in Bezug auf die Systemoptik. Dies bietet dem Konstrukteur ein leistungsfähiges Diagnosewerkzeug zur Bewertung der strukturellen Steifigkeit von Scansystemen.
Kapazitive Sensoren liefern eine Rückmeldung des Servosystems für aktive Schwingungsisolationssysteme mit hoher Leistung.
Demodulator | Sensor-Serie | Anwendung |
|---|---|---|
Model 8810 | 2800er | Vibrationsmessung bis zu einer Bandbreite von 20 KHz |
Model 6810 | 6000er | Vibrationsmessung bis zu einer Bandbreite von 100 KHz |
Kapazitätssensoren von MicroSense werden in einer Vielzahl von Anwendungen zur Steuerung der Brennebene oder zum Nullstellen in atmosphärischen und Vakuumumgebungen eingesetzt. Typischerweise erfordern diese Anwendungen, dass die Systemoptik relativ zu einem zu inspizierenden Teil im Mikrometer- oder Submikronbereich wiederholt positioniert werden muss, während das zu inspizierende Teil schnell unter der Systemoptik bewegt wird.
Demodulator | Sensor-Serie | Anwendung |
|---|---|---|
Model 6810 | 2800er | Positionssensor für Regelung der Fokalebene |
Model 8810 | 2800er | Hochauflösender Sensor für Positionsregelung der Fokalebene |
