MICRO-EPSILON capaNCDT 6100 User manual

CS02
CS05
CSE05
CS1
CSE1
CSH1
CSH1FL
CS1HP
CSH1,2
CSH1,2 FL
CS2
CSE2
CSH2
CSH2FL
CS3
CS5
CS10
CSH02
CSH02FL
CSH05
CSH05FL
Betriebsanleitung
Instruction Manual
capaNCDT 6100

MICRO-EPSILON
MESSTECHNIK
GmbH & Co. KG
Königbacher Strasse 15
94496 Ortenburg / Germany
Tel. [phone]
Fax [phone]
e-mail [email protected]
www.micro-epsilon.com
Zertifiziert nach DIN EN ISO 9001: 2008
Certified acc. to DIN EN ISO 9001: 2008
Berührungsloses kapazitives Wegmesssystem
Non-contact Capacitive Displacement Measuring

Deutsch
capaNCDT 6100
Inhalt
1. Sicherheit.................................................................................................................................... 5
1.1 Verwendete Zeichen .......................................................................................................................................... 5
1.2 Warnhinweise..................................................................................................................................................... 5
1.3 Hinweise zur CE-Kennzeichnung ...................................................................................................................... 6
1.4 Bestimmungsgemäße Verwendung .................................................................................................................. 6
1.5 Bestimmungsgemäßes Umfeld ......................................................................................................................... 7
2. Funktionsprinzip, Technische Daten ......................................................................................... 8
2.1 Messprinzip........................................................................................................................................................ 8
2.2 Aufbau................................................................................................................................................................ 9
2.3 Technische Daten............................................................................................................................................. 10
3. Lieferung................................................................................................................................... 11
3.1 Lieferumfang .................................................................................................................................................... 11
3.2 Lagerung.......................................................................................................................................................... 11
4. Installation und Montage ......................................................................................................... 12
4.1 Vorsichtsmaßnahmen ...................................................................................................................................... 12
4.2 Sensor.............................................................................................................................................................. 12
4.2.1 Radiale Punktklemmung mit Madenschraube ................................................................................................ 12
4.2.2 Umfangsklemmung.......................................................................................................................................... 13
4.2.3 Maßzeichnungen Sensoren............................................................................................................................. 13
4.3 Sensorkabel .................................................................................................................................................... 19
4.4 Controller.......................................................................................................................................................... 20
4.5 Spannungsversorgung und Anzeige-/Ausgabegerät...................................................................................... 21
4.6 Elektronik, Masseverbindung, Erdung ............................................................................................................ 23
5. Betrieb ...................................................................................................................................... 23
5.1 Inbetriebname.................................................................................................................................................. 23
5.2 Grundeinstellungen.......................................................................................................................................... 23
5.3 Kalibrierung mit metallischen Messobjekten................................................................................................... 25
5.4 Systemgrenzfrequenz...................................................................................................................................... 27
5.5 Synchronisation bei Mehrkanalsystem............................................................................................................ 28

capaNCDT 6100
6. Betrieb und Wartung ................................................................................................................ 29
7. Haftung für Sachmängel .......................................................................................................... 30
8. Außerbetriebnahme, Entsorgung ............................................................................................ 30
9. Anhang...................................................................................................................................... 31

Seite 5
Sicherheit
Deutsch
capaNCDT 6100
Sicherheit1.
Die Sensorhandhabung setzt die Kenntnis der Betriebsanleitung voraus.
Verwendete Zeichen1.1
In dieser Betriebsanleitung werden folgende Bezeichnungen verwendet:
Zeigt eine gefährliche Situation an, die zu geringfügigen oder mittelschweren Verlet-
zungen führt, falls diese nicht vermieden wird.
Zeigt eine Situation an, die zu Sachschäden führen kann, falls diese nicht vermieden
wird.
Zeigt eine ausführende Tätigkeit an.
iZeigt einen Anwendertipp an.
Warnhinweise1.2
Unterbrechen Sie die Spannungsversorgung vor Berührung der Sensoroberfläche.
Statische Entladung
>
Verletzungsgefahr
>
Schließen Sie die Spannungsversorgung und das Anzeige-/Ausgabegerät nach den Sicherheitsvorschriften
für elektrische Betriebsmittel an.
Verletzungsgefahr
>
Beschädigung oder Zerstörung des Sensors und/oder des Controllers
>
Vermeiden Sie Stöße und Schläge auf den Sensor und Controller.
Beschädigung oder Zerstörung des Sensors und/oder des Controllers
>
Versorgungsspannung darf angegebene Grenzen nicht überschreiten.
Beschädigung oder Zerstörung des Sensors und/oder des Controllers
>
Schützen Sie das Sensorkabel vor Beschädigung.
Zerstörung des Sensors, Ausfall des Messsystems
>

Seite 6
Sicherheit
capaNCDT 6100
1.3 Hinweise zur CE-Kennzeichnung
Für das Messsystem capaNCDT 6100 gilt: EMV-Richtlinie 2004/108/EG
Produkte, die das CE-Kennzeichen tragen, erfüllen die Anforderungen der EMV-Richtlinie 2004/108/EG „Elek-
tromagnetische Verträglichkeit“ und die dort aufgeführten harmonisierten europäischen Normen (EN). Die
EU-Konformitätserklärung wird gemäß der EU-Richtlinie, Artikel 10, für die zuständige Behörde zur Verfügung
gehalten bei
MICRO-EPSILON MESSTECHNIK
GmbH & Co. KG
Königbacher Straße 15
94496 Ortenburg
Das Messsystem ist ausgelegt für den Einsatz im Industriebereich und erfüllt die Anforderungen gemäß den
Normen
DIN EN 61326-1: 2006-10
-
DIN 61326-2-3: 2007-05
-
Das Messsystem erfüllt die Anforderungen, wenn bei Installation und Betrieb die in der Betriebsanleitung
beschriebenen Richtlinien eingehalten werden.
Bestimmungsgemäße Verwendung1.4
Das Messsystem capaNCDT 6100 ist für den Einsatz im Industriebereich konzipiert. Es wird eingesetzt zur-
Weg-, Abstands-, und Verschiebungsmessung

Positionserfassung von Bauteilen oder Maschinenkomponenten

Das Messsystem darf nur innerhalb der in den technischen Daten angegebenen Werte betrieben werden
- ,
siehe Kap. 2.3.
Setzen Sie das Messsystem so ein, dass bei Fehlfunktionen oder Totalausfall des Sensors keine Personen
-
gefährdet oder Maschinen beschädigt werden.
Treffen Sie bei sicherheitsbezogenener Anwendung zusätzlich Vorkehrungen für die Sicherheit und zur
-
Schadensverhütung.

Seite 7
Sicherheit
Deutsch
capaNCDT 6100
Bestimmungsgemäßes Umfeld1.5
Betriebstemperatur:-
Sensor und Kabel: -50 ... +150 °C
Controller: +10 ... +60 °C
Lagertemperatur: -10 °C ... +75 °C-
Luftfeuchtigkeit: 5 - 95 % (nicht kondensierend)-
Umgebungsdruck: Atmosphärendruck-
EMV: Gemäß DIN EN 61326-1: 2006-10-
DIN 61326-2-3: 2007-05
Der Raum zwischen Sensoroberfläche und Messobjekt muss eine konstante Dielektrizitätszahl haben und-
darf nicht verschmutzt sein (z. B. Wasser, Abrieb, Staub, etc.)

Seite 8
Funktionsprinzip, Technische Daten
capaNCDT 6100
Funktionsprinzip, Technische Daten2.
Messprinzip2.1
Das Prinzip der kapazitiven Abstandsmessung mit dem System capaNCDT basiert auf der Wirkungsweise
des idealen Plattenkondensators. Bei leitenden Messobjekten bilden der Sensor und das gegenüberliegende
Messobjekt die beiden Plattenelektroden.
Durchfließt ein konstanter Wechselstrom den Sensorkondensator, so ist die Amplitude der Wechselspannung
am Sensor dem Abstand der Kondensatorelektroden direkt proportional. Die Wechselspannung wird gleich-
gerichtet, verstärkt und als Analogsignal ausgegeben.
Das System capaNCDT wertet den Blindwiderstand Xcdes Plattenkondensators aus, der sich streng proporti-
onal mit dem Abstand ändert:
X = ; Kapazität C =  *  *
c1
jC
Fläche
Abstand
r o
Dieser theoretische Zusammenhang wird durch den
Aufbau der Sensoren als Schutzringkondensatoren in der
Praxis nahezu ideal verwirklicht.
Die lineare Charakteristik des Messsignals erreicht man
bei Messungen gegen Messobjekte aus elektrisch leiten-
den Werkstoffen (Metallen) ohne eine zusätzliche elekt-
ronische Linearisierung. Geringfügige Änderungen der
Leitfähigkeit oder der magnetischen Eigenschaften wirken
sich nicht auf die Empfindlichkeit oder Linearität aus.
Elektrischer Leiter
Masse
Schirmelektrode
Messelektrode
Aufbau eines kapazitiven SensorsAbb. 1

Seite 9
Funktionsprinzip, Technische Daten
Deutsch
capaNCDT 6100
Aufbau2.2
Das in einem Aluminiumgehäuse eingebaute berührungslose Einkanal-Messsystem des capaNCDT 6100
setzt sich zusammen aus:
Controller
-
Sensor und
-
Sensorkabel.
-
Im Controller befindet sich die Signalaufbereitungselektronik mit Oszillator, Demodulator und integriertem
Vorverstärker.
Weiterhin sind auf der Signalverarbeitungsplatine die beiden Einstellpotentiometer „zero“ und „gain“. Mit
ihnen ist das Verstellen von Nullpunkt und Verstärkung möglich. Dadurch wird eine Feinabstimmung für die
vorliegende Messaufgabe erreicht.
Die Anschlussplatine enthält den 8-poligen Anschlussstecker, einen Verpolungsschutz und verschiedene
Schutzelemente der Anschlüsse, die zur Einhaltung der EMV-Richtlinien notwendig sind.
Die Messwertanzeige ist nur extern möglich.
Versorgungsspannung,
Ausgangssignal
Synchronisation Ein
Sensor
Synchronisation Aus
Messsystem capaNCDT 6100Abb. 2

Seite 10
Funktionsprinzip, Technische Daten
capaNCDT 6100
2.3 Technische Daten
Controller-Typ DT6100
Auflösung statisch 0,01 % d.M.
Auflösung dynamisch 0,015 % d.M. (2 kHz)
Grenzfrequenz 2 kHz
Grenzfrequenz umschaltbar 10 Hz / 2 kHz
Linearität ±0,3 % d.M. (alle Sensoren tauschbar ohne Kalibrierung)
Option LC: ±0,1 % d.M. (abgestimmt auf einen Sensor)
Max. Empfindlichkeitsabweichung ±0,1 % d.M.
Langzeitstabilität ≤0,05%d.M./Monat
Synchronbetrieb möglich ja
Isolatormessung nein
Temperaturstabilität ±0,03 % d.M. / °C
Betriebstemperatur Controller: +10 ... +60 °C
Sensor: -50 ... +150 °C
Lagertemperatur -10 … +75 °C
Versorgung 24 VDC / 85 mA (9 ... 36 VDC)
optional ±15 VDC / 85 mA (9 ... 36 VDC)
Ausgang 0…10V(Lastwiderstandmin.1,2kΩ/Lastkapazitätmax.1nF)
optional:4…20mA(Bürdemax.400Ω)
Sensoren alle Modelle außer CS005
Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) DIN EN 61326-1: 2006-10 und DIN 61326-2-3: 2007-05
d. M. = des Messbereiches

Seite 11
Lieferung
Deutsch
capaNCDT 6100
Lieferung3.
Lieferumfang3.1
1 Controller
1 Sensor
1 Sensorkabel mit Stecker
1 Versorgungs- und Ausgangskabel PC3/8 (als Zubehör lieferbar)
1 Gegenbuchse (wenn PC3/8 nicht mitbestellt wurde)
1 Betriebsanleitung
Nehmen Sie die Teile des Messsystems vorsichtig aus der Verpackung und transportieren Sie sie so
weiter, dass keine Beschädigungen auftreten können.
Prüfen Sie die Lieferung nach dem Auspacken sofort auf Vollständigkeit und Transportschäden. Bei
Schäden oder Unvollständigkeit wenden Sie sich bitte sofort an den Lieferanten.
Lagerung3.2
Lagertemperatur: -10 °C ... +75 °C
Luftfeuchte: 5 bis 95 % RH (nicht kondensierend)

Seite 12
Installation und Montage
capaNCDT 6100
Installation und Montage4.
Vorsichtsmaßnahmen4.1
Auf den Kabelmantel des Sensorkabels dürfen keine scharfkantigen oder schweren Gegenstände einwirken.
Schützen Sie das Kabel in Bereichen mit erhöhtem Druck grundsätzlich vor Druckbelastung.
Der minimale Biegeradius beträgt 10 mm. Vermeiden Sie auf jeden Fall Knicke.
Überprüfen Sie die Steckverbindungen auf festen Sitz.
iEin beschädigtes Kabel kann nicht repariert werden.
4.2 Sensor
Die Sensoren des capaNCDT 6100 können freistehend oder bündig montiert werden.
Achten Sie bei der Montage darauf, dass die polierte Sensorstirnfläche nicht zerkratzt wird.
Radiale Punktklemmung mit Madenschraube
4.2.1
Diese einfache Befestigungsart ist nur bei kraft- und vibrationsfreiem Einbauort zu empfehlen. Die Maden-
schraube muss aus Kunststoff sein, damit das Sensorgehäuse nicht beschädigt oder verformt werden kann.
Maden-
schraube
Radiale Punktklemmung mit MadenschraubeAbb. 3
Verwenden Sie keine Metallmadenschrauben!
Gefahr der Beschädigung des Sensors
>

Seite 13
Installation und Montage
Deutsch
capaNCDT 6100
Umfangsklemmung4.2.2
Diese Art der Sensormontage bietet die höchste Zuverlässigkeit, da der Sensor über sein zylindrisches
Gehäuse flächig geklemmt wird. Sie ist bei schwierigen Einbauumgebungen, zum Beispiel an Maschinen,
Produktionsanlagen und so weiter zwingend erforderlich.
Montage mit
Spannzange
UmfangsklemmungAbb. 4
Maßzeichnungen Sensoren
4.2.3
CS05
ø8f7
8 1
12
Steckerseite
CS02
8 1
12
6f7
ø10f7
CS1HP
15 1
20 -0 2
ø10f7
CS1
17 1
21 -0 2
Abmessungen in mm, nicht maßstabsgetreu
1) Montagebereich für Punkt- beziehungsweise Umfangsklemmung

Seite 14
Installation und Montage
capaNCDT 6100
M=1:2
ø20h7
20 1
24 -0,2
Steckerseite
CS2
ø30h7
ø20h7
16,51
24 -0,2
CS3
M=1:2
ø20h7
24 -0,2
16,51
ø40h7
CS5
M=1:2
16,51
24 -0,2
ø20h7
ø60h7
M=1:2
CS10
CSE2
CSE1
9
12
ø8f7
ø7,7 Ø13,7
Ø14h7
18,5
22
Steckerseite
CSE05
12
9
ø6f7
ø5,7
Abmessungen in mm, nicht maßstabsgetreu
1) Montagebereich für Punkt- beziehungsweise Umfangsklemmung

Seite 15
Installation und Montage
Deutsch
capaNCDT 6100
14
33
10 1
ø8g6
CSH02, CSH05
ø7,5
ø 2,2
ca. 37
ca. 9,4
ø 2,2
ca. 37
ca. 9,4
ø12g6
CSH1, CSH1,2
10 1
14
33
ø11,5
Abmessungen in mm, nicht maßstabsgetreu

Seite 16
Installation und Montage
capaNCDT 6100
ø20g6
33
14
10
ø19.5
Klemm-
bereich
CSH2
ø2,2
ca. 37
ca. 9,4
Abmessungen in mm, nicht maßstabsgetreu

Seite 17
Installation und Montage
Deutsch
capaNCDT 6100
M2
3,54
5,5
R4
CSH02FL, CSH05FL
6,5
4
0,1
ø3
1,75
ø2,2
ca. 37
ca. 9,4
11
2,25
4,55
7,5
R6
ø3
0,1
4
ø2,5
ø4
CSH1FL, CSH1,2FL
ø2,2
ca. 37
ca. 9,4
Abmessungen in mm, nicht maßstabsgetreu

Seite 18
Installation und Montage
capaNCDT 6100
15,5
ø3
ø2,2
0,1
20
Kabellänge 1,4 m sichtbar (incl. Crimphülse)
5
1,6
ø4
ø2,2
ca. 9,4
15,5
20
7,6
ca. 37
CSH2FL
Abmessungen in mm, nicht maßstabsgetreu

Seite 19
Installation und Montage
Deutsch
capaNCDT 6100
4.3 Sensorkabel
Der Sensor wird mit dem Controller über das mitgelieferte Sensorkabel verbunden. Der Anschluss erfolgt durch einfaches Stecken.
Die Steckverbindung verriegelt selbstständig. Der feste Sitz kann durch Ziehen am Steckergehäuse (Kabelbuchse) geprüft werden.
Durch Ziehen an der gerändelten Gehäusehülse der Kabelbuchse öffnet die Verriegelung und die Steckverbindung kann geöffnet
werden.
Kabellänge x
17,5
13,7
8,6
Ø6
Ø5,4
Ø3,2
37
27
Ø7
Ø9,6
Sensorkabel CCxC
16
Ø6
Ø5,4
8
13,1
16,9
Sensorkabel CCxC/90
Kabellänge x
Ø3,2
27
37
Ø7
Ø9,5
Sensorkabel CCxB
25
20,5
30,5
Ø7
Ø10
Sensorkabel CCxB/90
x = 1 oder 3 m
Biegeradius:
Min. 10 mm
i Zugkraft am Kabel ist unzu-
lässig!
Abmessungen in
mm, nicht maß-
stabsgetreu
Modell 2 gerade Stecker 1x gerader + 1x 90 ° für Sensoren
CCxC •0,2 ... 0,5 mm
CCxC/90 •0,2 ... 0,5 mm
CC2B •1 ... 10 mm
CC3B/90 •1 ... 10 mm

Seite 20
Installation und Montage
capaNCDT 6100
Controller4.4
150 71 64
54
64
138
Stromversorgung,
Signalausgang
SENSOR
SYN AUS SYN EIN
Befestigungsbohrungen für
Schrauben M4
Biegeradius PC3/8: 90 mm min.
Abmessungen in mm, nicht maßstabsgetreu