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、センサー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ーである 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、センサーと測定対象物を模した図です。センサーと測定対象物は、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、センサー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)とセンサーの電極面積(S)は変化しませんので固定値となります。一方、センサー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、センサー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、センサー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、センサー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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