[發明專利]電容式距離傳感器、精密軸承、距離確定方法和機器可讀載體

有效

• 申請號: 201910711041.4
• 申請日: 2019-08-02
• 公開（公告）號: CN110806168B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 馬塞爾·羅納;L·鮑曼;M·賴特雷爾;C·艾斯利;阿爾貝托·塔雷佐
• 申請（專利權）人: 赫克斯岡技術中心
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01B7/14;G01D5/241
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

1.一種用于測量距物體(17、50)的距離(d、dy1、dy2、dz)的電容式距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)，其中，所述距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)具有至少一個第一平面傳感器電極(5)，其中，所述傳感器電極(5)被設計成與所述物體(17、50)的相對區域(51)一起形成取決于所述距離(d、dy1、dy2、dz)的電容，以使得能夠基于電容測量來確定所述距離(d、dy1、dy2、dz)，

其特征在于，

將至少一個單獨的傾斜補償電極(1、2、2a、2b)指配給所述第一平面傳感器電極(5)，其中，所述傳感器電極(5)和所述傾斜補償電極(1、2、2a、2b)位于一平面(53)中，并因此，能夠基于所述傾斜補償電極(1、2、2a、2b)的電容來補償由相對于傳感器電極(5)和相對的物體區域(51)的理想平行度而言的偏差而造成的距離測量誤差，其中，所述傾斜補償電極(2、2a、2b)還被設計用于補償電容邊緣效應。

2.根據權利要求1所述的電容式距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)，其中，所述電容式距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)具有亞微米范圍到微米范圍內的準確度。

3.一種用于測量距物體(17、50)的距離的電容式距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)，其中，所述距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)具有至少一個第一平面傳感器電極(5)，其中，所述傳感器電極(5)被設計成與所述物體(17、50)的相對區域(51)一起形成取決于所述距離(d、dy1、dy2、dz)的電容，以使得能夠基于電容測量來確定所述距離(d、dy1、dy2、dz)，

其特征在于，

將至少一個單獨的邊緣效應補償電極(3、2、2a、2b)指配給所述第一平面傳感器電極(5)，其中，所述第一平面傳感器電極(5)和所述邊緣效應補償電極(3、2、2a、2b)位于一平面(53)中，并且具有擁有不同面積的相同圓周，以使得能夠基于所述邊緣效應補償電極(3、2、2a、2b)的電容來補償由所述第一平面傳感器電極(5)的電容邊緣效應而造成的距離測量誤差。

4.根據權利要求3所述的電容式距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)，其中，所述電容式距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)具有亞微米范圍內的準確度。

5.根據權利要求3或4所述的電容式距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)，

其特征在于，

所述邊緣效應補償電極(2、2a、2b)還被設計用于補償相對于理想平行度而言的偏差。

6.根據權利要求1或3所述的電容式距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)，

其特征在于，

所述距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)具有至少一個第二平面傳感器電極(6)，所述至少一個第二平面傳感器電極(6)與所述第一平面傳感器電極(5)相比具有相同的電容以及相等但相反的電響應，以使得能夠借助于這兩個傳感器電極(5、6)基于差分電容測量來確定所述距離(d、dy1、dy2、dz)，并且其中，所述第二平面傳感器電極(6)還被指配有至少一個傾斜補償電極和/或邊緣效應補償電極(1、2、2a、2b、3)。

7.根據權利要求6所述的電容式距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)，

其特征在于，

所述距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)具有至少兩個補償電極(1、2、2a、2b、3)和四個積分器(9)，以使得在每種情況下，能夠同時讀取第一平面傳感器電極(5)和第二平面傳感器電極(6)以及兩個補償電極(1、2、2a、2b、3)。

8.根據權利要求7所述的電容式距離傳感器(4、4y1、4y2、4z)，

其特征在于，

所有傳感器電極(5、6)和補償電極(1、2、2a、2b、3)一起形成在所述平面(53)中對稱的圓形排布結構，其中，所述傳感器電極(5、6)形成圓扇段并且所述補償電極(1、2、2a、2b、3)以在外部同心地環繞所述傳感器電極(5、6)的方式設置。