创新的下一代非接触式位移传感器

MicroEpsilon公司董事总经理克里斯琼斯(Chris Jones)表示，继续推进位移测量传感器小型化的努力似乎没有尽头，尤其是在集成电子产品和智能传感器方面，它们提供了丰富的功能和更高的功能。

通过使用许多不同的物理测量原理，可以用各种方法测量位移。几年前，位移传感器在其住宅设计中仍然相对较大，使用的是独立的、离散的电子设备。然而，新的技术和生产系统现在使微型传感器能够用集成电子产品生产。这一领域的先驱是MicroEpsilon。

成立于1968年在德国汉诺威，Micro-Epsilon最初是一家应变计制造商，是该公司位移测量产品系列的起点。

在20世纪70年代中期，人们已经认识到MicroEpsilon的未来是非接触式位移测量技术。与接触系统不同的是，非接触式传感器不需要磨损，因此可以在更长的时间内提供更可靠的结果。现代生产系统需要最小的周期时间，因此需要从位移传感器获得非常快的时间，这反过来只能通过使用非接触式测量技术来保证。

在敏感物体受到接触不利影响的情况下，非接触式传感器是理想的，因为它们测量距离物体安全范围的距离。对位移传感器的性能和可靠性要求很高。重要的应用标准是测量频率、准确度、温度稳定性和分辨率。

广泛的位移测量技术

自成立以来，MicroEpsilon公司一直试图在位移测量领域建立尽可能全面的组合。在非接触式位移测量领域，公司目前的范围包括传统的电磁测量方法：电容法、电感法和涡流法。为光学位移测量提供了激光三角测量、飞行时间传感器和共焦传感器，这意味着客户总是为他们的测量任务获得最优的解决方案，因为狭窄的产品组合并不限制他们的选择。

目前位移测量技术的发展趋势表明，现在需要更小、更智能的集成电子传感器。在机械工程中，对极其紧凑的传感器的要求一直是一个重要的因素，特别是在安装空间受到限制或传感器需要轻量级的情况下。在传感器中集成更多的电子和智能方面也是如此。这意味着传感器更频繁地被要求直接在传感器中执行信号调理，从而减少分量计数，同时提供更快的测量速度。

下一代涡流ECT传感器

涡流传感器可用于所有导电材料。当涡流穿透绝缘子材料时，即使是绝缘层后面的金属也可以作为测量对象。一个特殊的线圈绕组意味着非常紧凑的传感器设计是可能的，这仍然可以在高温范围内使用。所有涡流传感器对污垢、灰尘、水分、油和压力都不敏感。

MicroEpsilon的微型涡流传感器在世界范围内得到认可。这些传感器直径为2mm，电缆直径仅为0.5mm，是当今世界上最小的标准涡流传感器。

MicroEpsilon公司的嵌入式线圈技术(ECT)代表了涡流传感器设计和制造方面的一项技术突破，从而克服了以往涡流传感器的局限性。由于其超紧凑的设计和在其结构中使用新的无机材料，新的eddyNCDT ECT传感器在传感器的外部设计和几何形状方面提供了几乎无限的范围。这意味着传感器可以适应几乎任何应用需求。

EddyNCDT ECT传感器具有极强的机械鲁棒性，使工作间隔更长，温度稳定性更高。完整的电路电子学可以集成到传感器中，为原始设备制造商和机器制造商提供更加紧凑的测量解决方案。该传感器还适用于恶劣的工作环境，包括高振动、冲击和高达350℃的高温工作温度。传感器的热漂移极低，温度误差小于百万分之20/百万/度开尔文。

电容传感器新技术

电容传感器是任何非接触式传感器技术中精度最高的。最新的电子产品使人们有可能在皮米范围内提供分辨率。通常，这些传感器是用来测量对导电目标，但某些绝缘体也可以测量。

电容传感器被设计为保护环电容器。在实际应用中，使用这些传感器可以获得几乎理想的线性特性。然而，在传感器和目标之间需要一个恒定的介电常数来进行常数测量，该系统对测量间隙中的介电变化敏感地作出反应。由于热诱导电导的变化对测量没有影响，在温度剧烈波动的情况下，该原理也是可靠的。

MicroEpsilon的新一代CapaNCDT CSH传感器使用了一种特殊的陶瓷基板，提供了极高的温度稳定性。使用这一技术，几乎可以开发出无限的传感器几何图形。例如，一个非常平坦的传感器已经生产，其安装高度仅为4毫米。该技术克服了以往圆柱传感器设计的局限性。迄今为止，使用这些传感器的最大分辨率为0.037nm。

紧凑型激光传感器

通过在传感器本身集成智能电子设备，激光三角测量传感器是传感器系统变得越来越小的一个很好的例子。大多数传统的传感器需要一个单独的电子单元以及传感器本身。MicroEpsilon公司的OptoNCDT 1302和1402传感器有一个非常小的外壳，其中完整的电子集成在不牺牲传感器性能的情况下。这两个系列包括12种不同的测量范围在5毫米至600毫米之间。范围内的其他传感器可达200万。

使用这种测量原理的真正优点是距离它所提供的目标的距离比较大。对于热的或运动的目标，它是有利的测量从一个大的站立距离。使用光学NCDT激光传感器意味着可以实现非常小的光斑尺寸，这往往是应用的关键。光斑大小可在几微米范围内，因此也可用于类似尺寸的目标。

微型共焦传感器采用梯度折射率透镜

当使用共焦色测量技术时，极高的分辨率是可能的。在纳米范围内的分辨率通常是通过扩大颜色光谱来实现的。由于颜色是在焦点，用于距离信息，共焦传感器有一个非常小的测量点，使测量特别小的物体。因此，即使是表面上最细微的划痕也可以可靠地测量。

该传感器的束流路径紧凑、同心圆。这意味着，例如，在钻孔或试管内进行测量是可能的。对于这样的测量，共焦微型光学NCDT 2402传感器，其传感器直径只有4mm，是理想的。五种传感器模型的测量范围从0.4mm到6.5mm，分辨率达到0.016 m。自2007年发射以来，这些传感器一直是无与伦比的。随着光学NCDT 2402传感器的发射，直径从23毫米减少到4mm。使用这些传感器可以测量透明薄膜、板或层的厚度。与其他方法相比，该系统只需要一个传感器即可进行这种类型的测量。由于测量只使用白光，因此不适用激光安全规则。这些传感器也可以用于潜在的爆炸区域和易受EMC影响的系统。