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电容式位置传感器Faraday系列
系统简介
Faraday 系列电容式位置传感系统由三个核心单元构成：(1) 传感器，(2) 位置监视器 ，(3) 数据通讯和软件平台
1. 传感器
平板、圆柱和螺柱三种探头形式，量程 0.2 — 3 mm
型号说明
1. 平板型，Cxx - FLT
2. 圆柱型，Cxx - CYL
3. 螺柱型，Cxx - SCR
2. 位置监视器
3 通道，8 通道两种机箱框架
电容式位置传感器Faraday系列型号说明
1. Faraday.03 - Box03 型框架，*多扩展至 3 测试通道
2. Faraday.08 - Box08 型框架，*多扩展至 8 测试通道
3. 通讯 & 软件：高速通讯，多种数据处理模块
软件功能
1. 50 kSa/s x 8 通道并行高速数据采集
2. 支持实时频谱分析
2.1 传感器 — 产品矩阵
提供平板、圆柱和螺柱三种探头形式，量程覆盖范围 0.2 mm, 0.5 mm, 1mm, 2mm & 3mm，并提供高真空.HV, 超高真空.UHV 和完*无磁材料.NM 的多版本选择。
2.2 位置监视器 — Faraday.0X
Faraday 系列电容式位置传感监视器，包括 Box03 和 Box08 两种机箱形式
产品特色：
亚纳米级空间分辨：高分辨率，高线性度
灵活带宽选择：10 kHz /1 kHz /20 Hz模拟带宽可调；
高速数据采集：包含千兆网口，以 50 kSample/s的数据速率稳定传输；能同时处理多路数据，*高支持 8 通道并行数据传输，满足复杂应用需求；
实时通讯能力：提供 SPI 通讯接口，能与用户主机实现实时通讯，数据交互高速、稳定；
实时频谱分析：用户可以通过直观的频谱图界面，清晰地看到当前时刻不同频率成分的功率等信息，以便及时做出决策和调整；
灵活定制：探头和板卡均支持 OEM 定制
模块组成：
Faraday 系列位置监视器标准版由两部分组成：主机 (Box0X) 和板卡 (Faraday)，高级扩展功能可选配。
主机（ Box0X）
机箱框架：Box03 *多可扩展至 3 测试通道， Box08 *多可扩展至 8 测试通道
供电模块：220 VAC
数字模块：EtherNET 以太网口
激励模块：支持多个监视器主机间激励信号同步
板卡（Faraday）x N（ Nmax = 3 or 8）
每个板卡为一个独立的测试通道。
定制功能：
输出电压范围：0-10V 默认，± 5V、± 10V 可选定
量程扩展：x 1 默认，0.3-3 倍可定制
零点偏置：n % x Range 可定制
扩展功能
提供 SPI 总线接口，数据更新间隔 20 μs，插卡式扩展
3、技术参数
下表所列技术参数均由 Faraday. 0X 位置监视器测量获得
4.1 实测数据 — 分辨率 Resolution
亚纳米级空间分辨率
分辨率， RMS Noise = 0.32 nm
C0.2-FLT 传感器搭配 Faraday.03 监视器实测数据，运动步长 1 nm
4.2 实测数据 — 线性度 Linearity
全量程线性度误差小于 0.01% FSO（激光干涉仪校准）
4.3 实测数据 — 位置监测的高动态响应 & 实时频谱分析
用于超高精度的位置监视场景，高速 & 高精度数据采集，软件支持实时频谱分析
50 kSa/s 高速、高精度数据采集 — 时域数据， 实测数据源自单脉冲式敲击引发的平面振动，监视运动全程无*角
运动频谱分析， 可通过直观的频谱图界面，清晰地看到当前时刻不同频率成分的功率等信息，以便及时做出决策和调整
4.4 实测数据 — 高速实时通讯，用于闭环运动控制
提供 SPI 通讯接口，能与用户主机实现高速通讯，数据交互实时、稳定
高速实时通讯实例 — 纳米级高精度运动的高速闭环控制
不同使用场景下的传感器核心功能要求
运动闭环控制，50 kSa/s 高速实时通讯
为充分展示 Faraday 系列位置传感器在闭环运动控制中的卓*性能，芭乐视频官网搭建了速度达 200 mm/s 且具备纳米级精度的运动系统，并选用 C0.2-FLT 传感器搭配 Faraday.03 监视器进行位置数据读取。
运动闭环控制策略如 Figure 2 所示。系统可在 5.3 ms 内实现启动、加速、匀速、减速和停止五个运动过程，并完成 1 !m 的平滑阶跃，且无过冲现象。 Faraday.03 每 20 !s 进行一次位置更新，为 PID 动态控制提供了关键支持。
5、应用示例
运动控制
灵活带宽选择：10 kHz /1 kHz /20 Hz 模拟带宽可调；
高速数据采集：数据采集速率 50 kSample/s (20 !s)，实时动态数据—手掌握；
实时通讯能力：支持 SPI 从机模式，能与用户主机实现高速通讯，数据交互实时、稳定；多种数字处理算法： 极大提升数据信噪比，面对复杂工况依然游刃有余。
位移/距离/位置监测
高速通讯能力：包含千兆网口，以 50 kSample/s 的数据速率稳定传输；能同时处理多路数据，*高支持8通道并行数据传输，满足复杂应用需求；
温度稳定性： 监视器电路温度稳定性为 20 ppm/℃,低温漂性能极大提升了位置读数的可靠性与—致性。
振动分析
灵活带宽选择： 10 kHz /1 kHz /20 Hz 模拟带宽可调；数字带宽*高 25 kHz；
实时频谱分析：用户可以通过直观的频谱图界面，清晰地看到当前时刻不同频率成分的功率等信息，以便及时做出决策和调整。
导体厚度测量
测量原理：在被测导体两侧相对安装两只传感器（ Sensor A 和 Sensor B），其端面之间的距离 D 固定。 厚度的计算公式为 Thickness= D - (dA + dB)，其中 dA 和 dB 分别为两只传感器所测到的金属表面距离的精确读数。
非接触式测量：确保被测表面不受损伤。
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