[發(fā)明專利]一種基于交變電場的絕對式時(shí)柵角位移傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711351544.2
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號(hào): CN109211092B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉小康;于治成;但敏;鄭方燕;樊星辰
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B7/30
• 分類號(hào): G01B7/30
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕;唐錫嬌

本發(fā)明公開了一種基于交變電場的絕對式時(shí)柵角位移傳感器，包括轉(zhuǎn)子基體和定子基體，轉(zhuǎn)子基體下表面設(shè)有反射電極Ⅰ、感應(yīng)電極、反射電極Ⅱ，反射電極Ⅰ、Ⅱ分別與感應(yīng)電極相連；定子基體上表面設(shè)有接收電極Ⅰ、激勵(lì)電極和接收電極Ⅱ，激勵(lì)電極的四個(gè)激勵(lì)相分別連接四路激勵(lì)信號(hào)，接收電極Ⅰ輸出第一路精測正弦行波信號(hào)，接收電極Ⅱ輸出第二路精測正弦行波信號(hào)，利用第一路與第二路精測正弦行波信號(hào)的相位差計(jì)算粗測對極定位值，利用第一路或者第二路精測正弦行波信號(hào)計(jì)算精測角位移值，將精測角位移值與粗測對極定位值相結(jié)合得到絕對角位移值。該傳感器能實(shí)現(xiàn)絕對角位移測量，同時(shí)擴(kuò)大應(yīng)用范圍，增強(qiáng)工業(yè)適應(yīng)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及精密角位移傳感器，具體涉及一種基于交變電場的絕對式時(shí)柵角位移傳感器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的精密位移測量主要是采用光柵、磁柵和容柵等柵式傳感器，其測量基準(zhǔn)采用的是空間均分的周期性柵線，通過對柵線的計(jì)數(shù)而得到角位移量。為了提高測量精度和分辨率，這些柵式傳感器采用精密刻線且需要依靠高精度電子細(xì)分技術(shù)，復(fù)雜嚴(yán)苛的刻線工藝和電子細(xì)分電路，從而造成傳感器的成本高，抗干擾能力差。近年來研制出一種以時(shí)鐘脈沖作為位移測量基準(zhǔn)的時(shí)柵傳感器，并在此基礎(chǔ)上研制出了一種電場式時(shí)柵角位移傳感器(公開號(hào)為CN103968750A)，這種傳感器以高頻時(shí)鐘脈沖作為測量基準(zhǔn)，采用平行電容板構(gòu)建交變電場進(jìn)行精密位移測量，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)精密測量，但是其仍然存在如下問題：(1)采用增量計(jì)數(shù)方式，存在累計(jì)誤差且只能識(shí)別一個(gè)周期內(nèi)的角位移量；(2)感應(yīng)信號(hào)是從轉(zhuǎn)子基體上的轉(zhuǎn)子電極輸出，轉(zhuǎn)子基體上需要引信號(hào)輸出線，有些場合不能使用，應(yīng)用范圍窄。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于交變電場的絕對式時(shí)柵角位移傳感器，以實(shí)現(xiàn)絕對角位移測量，同時(shí)擴(kuò)大應(yīng)用范圍，增強(qiáng)工業(yè)適應(yīng)性。

本發(fā)明所述的基于交變電場的絕對式時(shí)柵角位移傳感器，包括定子基體和與定子基體同軸安裝的轉(zhuǎn)子基體，轉(zhuǎn)子基體下表面與定子基體上表面正對平行，并留有間隙，轉(zhuǎn)子基體下表面設(shè)有感應(yīng)電極，定子基體上表面設(shè)有與感應(yīng)電極正對的激勵(lì)電極，所述激勵(lì)電極由一圈徑向高度相同、圓心角相等的扇環(huán)形極片沿圓周方向等間隔排布組成，其中，第4n₁+1號(hào)扇環(huán)形極片連成一組，組成A激勵(lì)相，第4n₁+2號(hào)扇環(huán)形極片連成一組，組成B激勵(lì)相，第4n₁+3號(hào)扇環(huán)形極片連成一組，組成C激勵(lì)相，第4n₁+4號(hào)扇環(huán)形極片連成一組，組成D激勵(lì)相，n₁依次取0至M₁-1的所有整數(shù)，M₁表示激勵(lì)電極的對極數(shù)。