[其他]柵形電容式位移傳感器

無效

• 申請號: 86106558
• 申請日: 1986-09-09
• 公開（公告）號: CN86106558A
• 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: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12;G01R27/26;G01B7/02
• 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，用這個電容變化量測量兩個物體的相對位移量，特別是能夠高精度的測量大位移量。

現有位移測量的電容傳感器，例如在美國專利№3723866中，當電容傳感器的可動極板（簡稱動極）相對它的固定極板（簡稱定極）位移至無覆蓋或少量覆蓋狀態時，由于邊緣效應使位移變化量和電容變化量是非線性的。并且指出只有當位移和電容量均超過四分之一節距情況下，在它們之間可得到一個滿意的線性關系。為此，在美國專利№3857092中指出：“這容易校正，它能用每個電極的寬度大于每個電極的位移測量量程，而且兩個極板之間的距離選的足夠小來校正”。實際上，上述第一點在現有用于大位移測量的一些電極排列方式是不可能滿足的，它只能選擇盡可能小的鄰近電極之間的絕緣寬度，使每個電極寬度近似等于每個電極的位移測量量程;上述第二點，由于極板之間距離過小，限制了它的運用范圍。特別是在大型機械位移中，這一極間距離不宜過小。

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，它可以充分滿足每個電極寬度大于每個電極位移測量量程。特別是在超過每個電極測量量程的大位移測量下，依次轉換的各個電極不是等距順序排列，它保證在滿足線性精度下，選擇每個電極寬度大于每個電極位移測量量程;而對動極板和定極板之間的距離無需限制過小。同時，對每個電極又有了保護環電極，充分保證了位移變化量和電容變化量的高線性精度。這種傳感器的位移測量精度僅取決于小電容量的測量精度。

按照本發明所提供的電容傳感器敘述如下，組成電容傳感器的定極板和動極板上有許多矩形條狀組成的柵形電極。動極板和定極板相對的平面之間是平行不變的間距。動極板可沿指定方向相對于定極板間距不變的平行運動。在與動極板相對的定極板平面上，沿極板運動方向按位移量程需要，平行排列同寬度、同長度和等間隔的矩形條狀電極（簡稱電極），所有電極的兩個端頭中的一個端頭，由與電極相垂直的矩形條狀電極相連在一起，這樣電氣上各個電極是相互連通。相鄰電極之間的絕緣寬度a_s是大于每個電極的寬度b_s，它們之間的關系是a_s＝4b_o-b_s，式中b_o是每個電極的位移測量量程（或稱有效位移寬度），b_s的選定是b_o≤b_s＜2b_o。在與定極板相對的動極板平面上，與定極板上電極相對應的排列著四組同b_s寬度、同長度和間距不同的矩形條狀電極（簡稱電極），它們是沿位移方向平行排列成A、C、B及D四組電極，在動極板上與位移方向相垂直的中心線兩側，左側是A組電極與C組電極交叉相鄰排列，右側是B組電極與D組電極交叉相鄰排列。每組各個電極可與定極板相同方式分別錯開在兩端相連在一起，或在極板的背面由導線相連。C組與B組鄰近電極之間的絕緣寬度a_t，a_t＝3b_o-b_s，A組與C組及B組與D組鄰近電極之間的絕緣寬度同為a_u，a_u＝2b_o-b_s，式中b_o和b_s同定極板上的含義和規定。