[發明專利]一種基于容柵的非接觸式位移傳感器

在審

• 申請號: 201810149270.7
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108362206A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 伍活民;陳文錫
• 申請（專利權）人: 江門市銀象科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B7/02;G01D5/56;G01D5/58
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 梁嘉琦

本發明公開了一種基于容柵的非接觸式位移傳感器，將傳統容柵位移傳感器的定極板作為靜柵單元，將動極板作為動柵單元，與高精度位移傳感器集成于讀數頭中，在結構上相當于讀數頭與靜柵單元組成容柵位移傳感器，控制器同時獲取容柵位移測量數據和高精度位移測量數據，以容柵的數據作為基準加插高精度位移傳感器的位移數據提高測量精度，因此本發明既可以做到高精度位移傳感器的高速高精度性能，也可以做到容柵位移傳感器的絕對值輸出數和快速響應功能，實現切換絕對值和非絕對值輸出，且本發明以電容變化、位移量或磁感為基礎測量，對測量環境中的灰塵和強光不敏感，具有很高的可靠性。

技術領域

本發明涉及高精度位移傳感器領域，特別是一種基于容柵的非接觸式位移傳感器。

背景技術

高精度高速光柵尺主要應用于直線電機，數控機床上，現時光柵尺設備的市場一直為外國品牌所控制，如德國海德漢，英國雷尼紹等，有的價格高達萬元每米套，即使選擇精度不高的磁柵尺也要數千元每米套，給設備采購和維護造成非常大的困難，而國內的高精度高速光柵尺和磁柵尺技術不夠成熟，無法提供價格低廉而且精度較高的位移傳感器設備；同時光柵尺和磁柵尺所采集的數據并非絕對值，需要對結果進行數值轉換，給測量帶來麻煩；本專利是針對目前光柵尺和磁柵尺市場價格高、設備可靠性低、測量結果非絕對值的問題，設計一種新的位移傳感器。

發明內容

為解決上述問題，本發明結合容柵位移傳感器和高精度位移傳感兩者的特點，以容柵的數據作為基準加插激光位移傳感器或者磁柵傳感器的位移數據，實現高速高精度測量且所得數據可以切換絕對值和非絕對值輸出。

本發明解決其問題所采用的技術方案是：

一種基于容柵的非接觸式位移傳感器，包括靜柵單元和用于獲取位移數據的讀數頭，所述讀數頭包括動柵單元、高精度位移傳感器和用于讀取所述動柵單元及高精度位移傳感器的測量值的控制器，所述動柵單元和高精度位移傳感器分別與所述控制器電連接，所述動柵單元與所述靜柵單元非接觸的相向設置組成容柵位移傳感器，所述高精度位移傳感器的工作窗口非接觸的朝向所述靜柵單元；所述讀數頭沿所述靜柵單元表面移動，所述動柵單元和高精度位移傳感器分別測量位移信息并發送到控制器，由控制器輸出。

進一步，所述靜柵單元包括反射極和屏蔽極，所述反射極排列成柵狀結構，設置于所述靜柵單元表面且與所述動柵單元及高精度位移傳感器的工作窗口相對，所述屏蔽極接地。

進一步，所述靜柵單元為印刷電路板，所述反射極印刷于電路板表面。

進一步，所述高精度位移傳感器為激光位移傳感器，所述靜柵單元還包括便于所述激光位移傳感器分辨位移的磨砂絕緣片，所述磨砂絕緣片覆蓋于所述反射極表面。

進一步，對上述方案的替代，所述高精度位移傳感器為磁柵位移傳感器，所述靜柵單元還包括便于所述磁柵位移傳感器分辨位移的磁性柵狀膠片，所述磁性柵狀膠片覆蓋于所述反射極表面。

進一步，所述動柵單元包括加載激勵信號的發射極，所述發射極排列成柵狀結構，設置于所述動柵單元的表面且與所述靜柵單元相對。

進一步，所述動柵單元為印刷電路板，所述發射極印刷于電路板表面。

進一步，所述動柵單元還包括用于接收所述靜柵單元上感應信號的接收極，所述接收極與所述控制器電連接。