[發(fā)明專利]一種單極性電容式微位移傳感器在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810944048.6 | 申請日： | 2018-08-18 |
| 公開（公告）號： | CN108827135A | 公開（公告）日： | 2018-11-16 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 梁亮;王代華;莫孔嘉 | 申請（專利權(quán)）人： | 重慶巔慧科技有限公司 |
| 主分類號： | G01B7/02 | 分類號： | G01B7/02 |
| 代理公司： | 重慶華科專利事務所 50123 | 代理人： | 康海燕;唐錫嬌 |
| 地址： | 401331 重慶市沙坪壩區(qū)*** | 國省代碼： | 重慶;50 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 探頭殼體 載波調(diào)制電路 信號調(diào)理電路 傳感器探頭 單極性電容 解調(diào)電路板 位移傳感器 感應極板 解調(diào)電路 調(diào)制 電路板 電路板安裝 抗干擾能力 調(diào)理電路 多芯電纜 簡化信號 同軸電纜 探頭殼 傳感器 體內(nèi) | ||
本發(fā)明公開了一種單極性電容式微位移傳感器，包括傳感器探頭和信號調(diào)理電路，傳感器探頭包括探頭殼體和安裝在探頭殼體一端的感應極板；所述信號調(diào)理電路包括集成在調(diào)制電路板上的載波調(diào)制電路和集成在解調(diào)電路板上的解調(diào)電路，調(diào)制電路板安裝在探頭殼體內(nèi)，載波調(diào)制電路通過同軸電纜與感應極板連接，解調(diào)電路板安裝在探頭殼體外，解調(diào)電路通過多芯電纜與載波調(diào)制電路連接。該傳感器能在不增加探頭殼體的體積的條件下，提高抗干擾能力，并且簡化信號調(diào)理電路。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于傳感器測量領(lǐng)域，具體涉及一種單極性電容式微位移傳感器。
背景技術(shù)
電容式微位移傳感器具有非接觸測量、結(jié)構(gòu)簡單、精度高、動態(tài)特性好、頻帶寬等特點，在工業(yè)生產(chǎn)和科學研究中得到了廣泛應用。目前，具有高測量靈敏度的電容式微位移傳感器有兩類：一類是雙極性電容，這種電容的兩個極板都需要自己的特定導線，電容的測量來自于這兩個非接地的極板；另一類是單極性電容，這種電容的一個極板接地，該接地極板無需特定導線，電容的測量來自于非接地的另外一個極板。
現(xiàn)有的單極性電容式微位移傳感器，包括傳感器探頭和信號調(diào)理電路，傳感器探頭包括探頭殼體和安裝在探頭殼體一端的感應極板，信號調(diào)理電路包括載波調(diào)制電路和解調(diào)電路，載波調(diào)制電路和解調(diào)電路都集成在信號調(diào)理電路板上，信號調(diào)理電路板安裝在探頭殼體外，載波調(diào)制電路與感應極板連接，由于載波調(diào)制電路與感應極板之間的距離較遠，感應極板輸出的信號容易被干擾，影響測量精度；為了減小干擾，需要進行電容匹配，從而使得信號調(diào)理電路復雜，并且進行電容匹配后的電容式微位移傳感器不能隨意改變其連接線纜的長度，使用不夠靈活，并且成本也較高。
CN206609389U公開了一種集成放大器功能的電容式位移傳感器，為了提高信號傳遞的穩(wěn)定性和可靠性，其將前置放大器置于電容式位移傳感器的腔體(相當于探頭殼體)內(nèi)，前置放大器處理后的傳感信號通過BNC接頭輸出，并與外部的調(diào)高系統(tǒng)連接。這種電容式位移傳感器將整個信號調(diào)理電路(即前述前置放大器)置于電容式位移傳感器的腔體內(nèi)，則需要其腔體具有足夠大的安裝空間，而對于傳感器探頭比較小的微位移傳感器而言，這種方式是不可以使用的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種單極性電容式微位移傳感器，以在不增加探頭殼體的體積的條件下，提高抗干擾能力，并且簡化信號調(diào)理電路。
本發(fā)明所述的單極性電容式微位移傳感器，包括傳感器探頭和信號調(diào)理電路，傳感器探頭包括探頭殼體和安裝在探頭殼體一端的感應極板；所述信號調(diào)理電路包括集成在調(diào)制電路板上的載波調(diào)制電路和集成在解調(diào)電路板上的解調(diào)電路，調(diào)制電路板安裝在探頭殼體內(nèi)，載波調(diào)制電路通過同軸電纜與感應極板連接，解調(diào)電路板安裝在探頭殼體外，解調(diào)電路通過多芯電纜與載波調(diào)制電路連接。
所述感應極板包括基底、設(shè)置在基底正面的感應電極、等勢電極和設(shè)置在基底背面的感應連接電極、等勢連接電極，等勢電極同軸包圍感應電極且與感應電極之間具有絕緣環(huán)，感應電極通過第一過孔與感應連接電極連接，等勢電極通過第二過孔與等勢連接電極連接，等勢連接電極同軸包圍感應連接電極且與感應連接電極之間具有絕緣環(huán)。
所述載波調(diào)制電路包括加法器X2、參考電容Cr和電壓跟隨器X1，加法器X2的一個輸入端與解調(diào)電路的載波電壓輸出端連接、另一個輸入端與電壓跟隨器X1的輸出端連接，加法器X2的輸出端與參考電容Cr的一端連接，參考電容Cr的另一端與電壓跟隨器X1的輸入端連接，感應連接電極通過同軸電纜的中心導體與電壓跟隨器X1的輸入端連接，等勢連接電極通過同軸電纜的外層導體與電壓跟隨器X1的輸出端連接，電壓跟隨器X1的輸出端通過多芯電纜與解調(diào)電路的輸入端連接。
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