[實用新型]電容式邊緣傳感器

有效

• 申請號: 201420026942.2
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN203672309U
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 薛樹成;翟文賀;文廣;李靈杰;張恒;孫龍;于洪儒;劉人華;王晉晶
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B7/02;G01D5/24
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本實用新型涉及一種電容式邊緣傳感器。

背景技術：

傳統的電容器傳感器的優點是結構簡單,價格便宜，靈敏度高,過載能力強，動態響應特性好和對高溫、輻射、強振等惡劣條件的適應性強等。但缺點是輸出有非線性，寄生電容和分布電容對靈敏度和測量精度的影響較大，以及聯接電路較復雜等，而且不能測量法珀和拼接鏡面技術中的拼接在一起或者平行放置的2個光學鏡面之間的微距離。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種電容式邊緣傳感器。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種電容式邊緣傳感器,其組成包括：信號發生電路，所述的信號發生電路分別與待測平板電容A、待測平板電容B、限幅電路連接，信號放大電路分別與所述的待測平板電容A、所述的待測平板電容B、低通濾波電路連接，所述的低通濾波電路與所述的限幅電路連接，所述的限幅電路與相位檢測電路連接，所述的相位檢測電路與信號調理電路連接。

所述的電容式邊緣傳感器,所述的相位檢測電路的幅相檢測芯片采用AD8302。

有益效果：

1.本實用新型具有體積小、成本低、溫度穩定性好等諸多優點。本實用新型提高傳感器電路性能，減少噪聲等誤差源的影響，實現大行程，高精度測量。

本電容式邊緣傳感器的電容測微法的原理如下，

平面變間隙式電容傳感器可以由2個相互平行的平面板組成，其電容量為：????????????????????????????????????????????????????????式中：ε為兩電容極板間介電常數；A為極板正對面積；h為兩極板間距；C為傳感器兩極板間的電容量。??

??V1和V2為相位相反、幅值相同的方波電壓信號，根據戴維寧等效定理經過兩電容后在節點處的電壓信號為：

???

當介電常數和電容極板正對面積相向時，電路的輸出電壓僅與兩電容基板間距相同，即：

?

測量兩平板是否平行，需要兩組電容C1，C2和C3，C4，若平板1和平板2平行，即h1=h2，則Vo=0；若平板1和平扳2不平行，有2種情況：若h1>h2，則輸出電壓Vo與電壓信號V1相位相同；若h1<h2，輸出電壓Vo與電壓信號V1相位相反。另一組C3，C4的電路輸出關系與C1，C2相同。利用本實用新型可以用來檢測拼接在一起或者平行放置的2個光學鏡面的位置關系。

附圖說明：

附圖1是本實用新型的結構示意圖。

附圖2是本實用新型的測量電路的電路原理圖。

附圖3是本實用新型的相位檢測電路的電路原理圖。

具體實施方式：

實施例1：

一種電容式邊緣傳感器,其組成包括：信號發生電路1，所述的信號發生電路分別與待測平板電容A,件號：2、待測平板電容B,件號：3、限幅電路4連接，信號放大電路5分別與所述的待測平板電容A、所述的待測平板電容B、低通濾波電路6連接，所述的低通濾波電路與所述的限幅電路連接，所述的限幅電路與相位檢測電路7連接，所述的相位檢測電路與信號調理電路8連接。

實施例2：

根據實施例1所述的電容式邊緣傳感器,所述的相位檢測電路的幅相檢測芯片采用AD8302。

實施例3：

所述的電容式邊緣傳感器,在實際中要產生嚴格的2列幅值相同，相位相反的當波信號是很困難的，以單片機為例，產生2列方波的時間延遲微秒量級，本實用新型使用單片機產生1列頻率為720?Hz的方波，利用此方波信號驅動異或門電路，使之產生2列幅值為5?V、相位相反的方波信號。通過TTL到CMOS電路的轉換，徹底實現產生2列幅值為0～5?V，相位嚴格相反的2列方波信號，并能夠驅動后級CMOS電路。