[其他]柵形電容式位置瞄準裝置

無效

• 申請號: 86106551
• 申請日: 1986-09-09
• 公開（公告）號: CN86106551A
• 公開（公告）日: 1988-03-23
• 發明（設計）人: 王祖斌
• 申請（專利權）人: 王祖斌
• 主分類號: G05B1/01
• 分類號: G05B1/01;G01R27/26;G01N27/00;G01B7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及電容傳感器電極是柵形，且為變面積型的電容傳感器，用這個電容的變量能夠瞄準兩個部件特定的相對位置，特別是能夠多種形式的適應各種特定位置的瞄準。

現有用于位置測量變面積型的電容傳感器，在英國專利№2046920和美國專利№3845377中都是用兩個等同的固定電極（簡稱定極），平行對應一個共用的可動電極（簡稱動極），各自構成一個電容量（C₁和C₂）。動極對應于兩個定極平移后，若為等同覆蓋，這兩個電容量相等（C₁＝C₂）;又若為不等同覆蓋，這兩個電容量不等（C₁≠C₂），利用這兩個電容量的差值檢測兩個部件的相對位置。要使兩個部件相對位置絕對量的變化范圍增大，就必需加大兩個電容量，電容量的加大，勢必影響測量精度和靈敏度的提高;這兩者是相互制約的。又由于這種電極排列的形式，限制了它可能運用的范圍，它的功能也難能充分發揮。

本發明的目的是針對上述缺點，提出一種改進電極排列的極板，把測量兩個部件相對位置絕對量的變化和瞄準兩個部件特定的相對位置，分成“粗測”和“精瞄”兩套電極對應同層或分兩層套版腐制在同一極板上，并能共用一個電路。由于改變了電極的排列，也很方便的導致出許多派生系列的極板，擴大了運用范圍，增加了功能，充分的滿足了瞄準中的一些特定要求。對于大位移量的電極排列，本發明者在“柵形電容式位移傳感器”專利申請中另有專述。

按照本發明所提供的位置瞄準裝置敘述如下，組成柵形電容式位置瞄準裝置有面積相同的定極板和動極板。動極板可沿指定方向相對于定極板平行運動，在定極板和動極板相對的兩個平面上與位移方向相垂直的中心線兩側，有兩個平行排列同長度、同寬度大的電極和兩組平行排列同長度、同寬度、同間隔的矩形條狀電極（又稱柵形電極或簡稱電極）。上述前者用于測量兩個部件相對位置絕對量的變化（簡稱“粗測”），它的電極寬度同為b_1s，定極板上兩個電極之間的絕緣寬度為a_1d，動極板上兩個電極之間的絕緣寬度為a_1s，動極板上兩個電極由矩形條狀電極相連，定極板上電極和動極上電極對應的關系是a_1d＝a_1s±b_1s（其中a_1d＝a_1s-b_1s時a_1s＞b_1s）;上述后者用于瞄準兩個部件特定位置（簡稱“精瞄”），它的電極寬度同為b_2s，兩組電極根數相等，在定極板上每組電極中相鄰電極之間的絕緣寬度為a_2s，每組中的各個電極一端由矩形條狀電極共連在一起，定極板上兩組相鄰電極之間的絕緣寬度為a_2d，動極板上每組電極中相鄰電極之間的絕緣寬度為a_2s，動極板上兩組相鄰電極之間的絕緣寬度為a_2h，兩組中各個電極的一端由矩形條狀電極共連在一起，定極板上電極和動極板上電極對應的關系是a_2d＝a_2h±b_s，若取a_2h＝a_2s，則a_2d＝a_2s±b_s。選算時，應滿足a_2d＞0。“粗測”中兩個電極和“精瞄”中兩組電極都對稱于極板上與位移方向相垂直的中心線，它們可并列排在極板的同一平面上，也可分兩層重疊對應排列（“粗測”電極是由絕緣層隔開在“精瞄”電極和極板之間）。“粗測”兩個電極的特點是每個電極寬大，構成C₁₁和C₁₂的兩個電容變化量大，適合于測量兩個部件相對位置絕對量的變化。“精瞄”兩組電極的特點是每個電極寬度小，對應的位置變化范圍小，但由許多電極構成C₂₁和C₂₂的兩個電容變化量大，適合于高精度高靈敏度的瞄準兩個部件的特定位置。它是利用前述等同覆蓋下兩個電容量是“相等”（C₂₁＝C₂₂）的狀態和不等同覆蓋的兩個電容量“不等”（C₂₁≠C₂₂）的狀態，通過檢測電路轉換為電位“高”與“低”（或開關“通”與“斷”或指示燈“亮”與“滅”等）兩種狀態的電信號，用它顯示兩個物體特定位置“是”與“否”的瞄準。選擇好“粗測”和“精瞄”電極的面積，使C₁₁+C₁₂和C₂₁+C₂₂相等或相近，“粗測”和“精瞄”是公用一個檢測電路。