静電容量式厚さ計・変位計の測定原理について教えてください

静電容量式厚さ計・変位計システムは、センサと測定対象物間の静電容量を測り、距離を算出します。

静電容量とは、絶縁された導体間に電荷を貯める能力のことを言います。静電容量式変位センサである VE シリーズ ギャップディテクタもコンデンサと同じ構造になっています。

 

 

下の図は、センサと測定対象物を模した図です。センサと測定対象物は、それぞれを電気的につなげてお互いに向かい合わせます。すると、センサと測定対象物の間に静電容量が発生し、その能力は右図内の式で表すことができます。この式の中で、空気の誘電率(ε)とセンサの電極面積(S)は変化しませんので固定値となります。一方、センサと測定対象物の距離(D)が変わると、静電容量(C)が変わることが分かります。よって、逆に静電容量(C)を測れば、センサと測定対象物の距離(D)が分かるのです。

 

 

このことを利用して、静電容量式変位計は、センサと測定対象物との距離を測っています。静電容量を測るためには電気を流さなければならないため、センサと測定対象物と測定器は電気的に繋がっている必要があります。これを怠ったりしっかり繋がっていないと、ノイズが乗ったり、測定値が不安定になったり、計測誤差が増えたりしますので、必ず導通を取ることを忘れないようにしてください。



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