05 mayo 2010

Sensores de posición capacitivos / Controladores para nanometrología


Un nuevo artículo sobre la casi mágica tecnología de los sensores, y en esta ocasión volvemos a los sensores de posición capacitivos tomando como referencia los sensores de la firma PI.
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Los medidores capacitivos (sensores de capacitancia) son el sistema de nanometrología de elección para la mayor parte de las aplicaciones de scánner, medición y posicionamiento. 


Los sensores capacitivos PI aseguran una alta resolución, linealidad y estabilidad a largo plazo. Se trata de sistemas de dispositivos sin contacto para medición absoluta directa a niveles sub-nanométricos (metrología directa). Así se proporciona exactitud, linealidad, resolución, estabilidad y ancho de banda superior a sensores convencionales tales como LVDTs, sensores de tipo medidor de tensión (sensores piezo ressitivos) y codificadores incrementales (codificadores de tipo escala de vidrio) Aplicaciones de los sensores de posición capacitivos
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Las principales aplicaciones de los sensores de posición capacitivos son las siguientes:
  • Medición de desplazamientos con precisión nanométrica.
  • Sistemas en bucle cerrado/nanoposicionamiento.
  • Metrología paralela /Mediciones multi-eje de precisión.
  • Medición de rectitud y uniformidad.
  • Medición y compensación de inclinación.
  • Espesor de capa con exactitud sub-micra.
  • Medición fuera de plano / escáner de altura constante / medición de desviación respecto al redondeo.
  • Vibración, uniformidad, espesor.
Resoluciones

Las resoluciones que pueden alcanzarse con estos sensores son del orden de picómetros en el corto rango, con sensores de posición capacitivos de dos electrodos. La resolución de medición teórica se limita por el ruido cuántico. En aplicaciones prácticas, radiaciones perdidas, ruido inducido por aparatos electrónicos y efectos geométricos son factores limitantes. Estabilidad y linealidad de sensores de posición capacitivos
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Los sensores de posición capacitivos incorporan un diseño de propietario que proporcionan linealidad superior, baja sensibilidad a la capacitancia del cable, ruido de fondo bajo y flujo bajo.
El sistema de linealización integrado (ILS) compensa por influencias causadas por errores, tales como el no paralelismo de láminas.
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Diseños especiales eliminan las influencias
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Cuando medimos distancia por detección de cambios de capacitancia, fluctuaciones en la capacitancia del cable pueden tener efectos adversos en la exactitud. Esto se debe a que la mayoría de los sistemas de medición capacitivos sólo proporcionan resultados satisfactorios con longitudes de cable cortas y bien definidas.
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