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電容式位置傳感器Faraday系列
系統簡介
Faraday 系列電容式位置傳感系統由三個核心單元構成：(1) 傳感器，(2) 位置監視器 ，(3) 數據通訊和軟件平臺
1. 傳感器
平板、圓柱和螺柱三種探頭形式，量程 0.2 — 3 mm
型號說明
1. 平板型，Cxx - FLT
2. 圓柱型，Cxx - CYL
3. 螺柱型，Cxx - SCR
2. 位置監視器
3 通道，8 通道兩種機箱框架
電容式位置傳感器Faraday系列型號說明
1. Faraday.03 - Box03 型框架，*多擴展至 3 測試通道
2. Faraday.08 - Box08 型框架，*多擴展至 8 測試通道
3. 通訊 & 軟件：高速通訊，多種數據處理模塊
軟件功能
1. 50 kSa/s x 8 通道并行高速數據采集
2. 支持實時頻譜分析
2.1 傳感器 — 產品矩陣
提供平板、圓柱和螺柱三種探頭形式，量程覆蓋范圍 0.2 mm, 0.5 mm, 1mm, 2mm & 3mm，并提供高真空.HV, 超高真空.UHV 和完*無磁材料.NM 的多版本選擇。
2.2 位置監視器 — Faraday.0X
Faraday 系列電容式位置傳感監視器，包括 Box03 和 Box08 兩種機箱形式
產品特色：
亞納米級空間分辨：高分辨率，高線性度
靈活帶寬選擇：10 kHz /1 kHz /20 Hz模擬帶寬可調；
高速數據采集：包含千兆網口，以 50 kSample/s的數據速率穩定傳輸；能同時處理多路數據，*高支持 8 通道并行數據傳輸，滿足復雜應用需求；
實時通訊能力：提供 SPI 通訊接口，能與用戶主機實現實時通訊，數據交互高速、穩定；
實時頻譜分析：用戶可以通過直觀的頻譜圖界面，清晰地看到當前時刻不同頻率成分的功率等信息，以便及時做出決策和調整；
靈活定制：探頭和板卡均支持 OEM 定制
模塊組成：
Faraday 系列位置監視器標準版由兩部分組成：主機 (Box0X) 和板卡 (Faraday)，高級擴展功能可選配。
主機（ Box0X）
機箱框架：Box03 *多可擴展至 3 測試通道， Box08 *多可擴展至 8 測試通道
供電模塊：220 VAC
數字模塊：EtherNET 以太網口
激勵模塊：支持多個監視器主機間激勵信號同步
板卡（Faraday）x N（ Nmax = 3 or 8）
每個板卡為一個獨立的測試通道。
定制功能：
輸出電壓范圍：0-10V 默認，± 5V、± 10V 可選定
量程擴展：x 1 默認，0.3-3 倍可定制
零點偏置：n % x Range 可定制
擴展功能
提供 SPI 總線接口，數據更新間隔 20 μs，插卡式擴展
3、技術參數
下表所列技術參數均由 Faraday. 0X 位置監視器測量獲得
4.1 實測數據 — 分辨率 Resolution
亞納米級空間分辨率
分辨率， RMS Noise = 0.32 nm
C0.2-FLT 傳感器搭配 Faraday.03 監視器實測數據，運動步長 1 nm
4.2 實測數據 — 線性度 Linearity
全量程線性度誤差小于 0.01% FSO（激光干涉儀校準）
4.3 實測數據 — 位置監測的高動態響應 & 實時頻譜分析
用于超高精度的位置監視場景，高速 & 高精度數據采集，軟件支持實時頻譜分析
50 kSa/s 高速、高精度數據采集 — 時域數據， 實測數據源自單脈沖式敲擊引發的平面振動，監視運動全程無*角
運動頻譜分析， 可通過直觀的頻譜圖界面，清晰地看到當前時刻不同頻率成分的功率等信息，以便及時做出決策和調整
4.4 實測數據 — 高速實時通訊，用于閉環運動控制
提供 SPI 通訊接口，能與用戶主機實現高速通訊，數據交互實時、穩定
高速實時通訊實例 — 納米級高精度運動的高速閉環控制
不同使用場景下的傳感器核心功能要求
運動閉環控制，50 kSa/s 高速實時通訊
為充分展示 Faraday 系列位置傳感器在閉環運動控制中的卓*性能，我們搭建了速度達 200 mm/s 且具備納米級精度的運動系統，并選用 C0.2-FLT 傳感器搭配 Faraday.03 監視器進行位置數據讀取。
運動閉環控制策略如 Figure 2 所示。系統可在 5.3 ms 內實現啟動、加速、勻速、減速和停止五個運動過程，并完成 1 !m 的平滑階躍，且無過沖現象。 Faraday.03 每 20 !s 進行一次位置更新，為 PID 動態控制提供了關鍵支持。
5、應用示例
運動控制
靈活帶寬選擇：10 kHz /1 kHz /20 Hz 模擬帶寬可調；
高速數據采集：數據采集速率 50 kSample/s (20 !s)，實時動態數據—手掌握；
實時通訊能力：支持 SPI 從機模式，能與用戶主機實現高速通訊，數據交互實時、穩定；多種數字處理算法： 極大提升數據信噪比，面對復雜工況依然游刃有余。
位移/距離/位置監測
高速通訊能力：包含千兆網口，以 50 kSample/s 的數據速率穩定傳輸；能同時處理多路數據，*高支持8通道并行數據傳輸，滿足復雜應用需求；
溫度穩定性： 監視器電路溫度穩定性為 20 ppm/℃,低溫漂性能極大提升了位置讀數的可靠性與—致性。
振動分析
靈活帶寬選擇： 10 kHz /1 kHz /20 Hz 模擬帶寬可調；數字帶寬*高 25 kHz；
實時頻譜分析：用戶可以通過直觀的頻譜圖界面，清晰地看到當前時刻不同頻率成分的功率等信息，以便及時做出決策和調整。
導體厚度測量
測量原理：在被測導體兩側相對安裝兩只傳感器（ Sensor A 和 Sensor B），其端面之間的距離 D 固定。 厚度的計算公式為 Thickness= D - (dA + dB)，其中 dA 和 dB 分別為兩只傳感器所測到的金屬表面距離的精確讀數。
非接觸式測量：確保被測表面不受損傷。
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