电容传感器测量微小孔壁厚和孔径系统

"这篇论文是关于薄孔壁厚和小孔径测量系统的，发表于2004年10月的《天津大学学报》。该系统采用非接触式的电容传感器技术，针对两个微小孔之间相邻孔壁的精密测量问题，克服了传统根据进刀量计算孔壁厚度精度低的缺点。研究内容包括电容传感器的测头电场边缘效应及其保护环宽度的选择，以及电容瞄准测孔传感器的设计，用于定位相邻小孔的中心。系统由一个瞄准测孔传感器和两个差动测厚传感器及三通道测量电路构成，能直接显示孔径和孔间壁厚，实现了非接触测量，无需考虑测头或工件变形带来的误差。实验结果显示，该系统的测量精度高达0.5微米。" 这篇论文主要探讨了以下几个知识点： 1. **电容传感器的应用**：电容传感器被用来进行微小孔径和孔壁厚度的测量，这是一种非接触式的测量方法，可以避免对工件的机械损伤，提高了测量的精确度。 2. **测头的电场边缘效应**：在设计和使用电容传感器时，考虑到了电场边缘效应的影响。这种效应会影响传感器的测量精度，通过研究并优化保护环的宽度，可以有效地减少这种影响，确保测量的准确性。 3. **电容瞄准测孔传感器**：论文中提到了一种特殊设计的测头，用于对相邻小孔的中心进行精确定位。这有助于确保测量时的对准，进一步提高测量的精确性。 4. **差动测厚传感器**：结合瞄准测孔传感器，系统采用了两个差动测厚传感器来测量孔壁厚度。差动测量可以补偿误差，增强系统的稳定性。 5. **三通道测量电路**：系统中的三通道测量电路用于处理从传感器获取的数据，能够分别处理孔径和孔间壁厚的信息，确保数据处理的独立性和准确性。 6. **非接触测量的优势**：非接触测量方式避免了因接触测量导致的测头磨损和工件变形，从而提高了测量的稳定性和精度。 7. **测量精度**：经过实验验证，该系统的测量精度达到0.5微米，这是一个非常高的水平，尤其对于微小尺寸的测量任务来说，具有很高的实用价值。 该研究对于精密制造和质量控制领域，特别是在航空航天、电子和精密机械行业中，对于需要高精度测量微小孔径和薄壁厚度的场合，具有重要的理论和实践意义。