[其他]位移檢測(cè)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87104890
• 申請(qǐng)日: 1987-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN87104890A
• 公開（公告）日: 1988-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鈴木干男
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社米姿托約
• 主分類號(hào): G01B7/02
• 分類號(hào): G01B7/02
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 劉建國(guó)

本發(fā)明涉及一種位移檢測(cè)裝置，它裝有探測(cè)主體和測(cè)頭之間相對(duì)位移的探測(cè)器，更準(zhǔn)確地說(shuō)，它涉及位移檢測(cè)裝置在結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，使得探測(cè)器的組裝和調(diào)節(jié)非常方便。

例如，在機(jī)械式指示表中，在其前端裝有測(cè)頭的測(cè)桿滑動(dòng)地支承在殼體上，該測(cè)桿的軸向位移經(jīng)過(guò)一個(gè)機(jī)械式放大機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成指針的轉(zhuǎn)角，而測(cè)量值由指針對(duì)應(yīng)刻度盤上的讀數(shù)讀出，與上述機(jī)械指示表不同的一種公知的位移檢測(cè)裝置叫作電子指示表，其位移由內(nèi)裝的探測(cè)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，而該電信號(hào)經(jīng)電子儀器在顯示器上顯示，例如用數(shù)字和/或模擬量顯示器顯示。因精度高和讀數(shù)方便，電子指示表被迅速推廣。

按不同要求，如使用目的、測(cè)量精度和消耗功率，上述那種類型的位移檢測(cè)裝置的探測(cè)器可分成下面幾種：靜電電容式、光電式、磁性式、觸點(diǎn)式等等。然而，制成的任何一種探測(cè)器，其結(jié)構(gòu)是：第一和第二傳感元件分別安裝在可動(dòng)元件，如測(cè)桿上;和固定元件，如殼體上，其工作方式是彼此相對(duì)移動(dòng)。由于工作原理、探測(cè)方式等等不同的原因，第一和第二傳感元件的形狀各異，它們可以是彼此相對(duì)的一對(duì)電極板，主光柵尺和游標(biāo)光柵尺，磁尺和磁頭或者是電極板和電觸頭。在保證彼此間位置關(guān)系有規(guī)律的條件下，這種探測(cè)器能夠達(dá)到10微米數(shù)量級(jí)的分辨率。

然而，上述常規(guī)探測(cè)器存在的問(wèn)題是兩個(gè)傳感元件之間的位置關(guān)系裝調(diào)十分困難。這個(gè)問(wèn)題將在下面結(jié)合在圖5和圖6中顯示的鑒相式靜電電容探測(cè)器100的實(shí)施例予以說(shuō)明。更具體地說(shuō)，如圖5所示，多個(gè)發(fā)送電極32按一定間隔規(guī)則地排列在固定板31的外表面上形成預(yù)定的圖形，組成定子或尺板的固定板31固定到裝置的主體一側(cè)，例如固定在殼體上，再有一個(gè)帶狀接收電極33平行于這些發(fā)送電極32位置。將彼此不同相位的交流電壓信號(hào)加到相應(yīng)的發(fā)送電極32上。組成轉(zhuǎn)子或可動(dòng)尺板的可動(dòng)板41與可動(dòng)元件，例如測(cè)桿，相連接，與固定板31相對(duì)放置。在該可動(dòng)板41上，沿其運(yùn)動(dòng)方向交替地設(shè)置耦合電極42和接地電極43，它們都與各發(fā)送電極32和接地電極33相對(duì)並跨過(guò)這兩種電極。

另一方面，與各發(fā)送電極32相連的電壓信號(hào)經(jīng)耦合電極42感應(yīng)到接收電極33上，于是當(dāng)可動(dòng)元件移到彼此不同相位的交流電壓加到相應(yīng)的各發(fā)送電極32的位置上時(shí)，從接收電極33上可以得到與可動(dòng)元件的位移量成比例的輸出信號(hào)。從接收電極33輸出的信號(hào)相位在積分器36中被處理，並與預(yù)定的參考相位比較，以便精確地測(cè)量出可動(dòng)元件的位移量，而不受電源電壓的波動(dòng)等因素的影響。

在上述結(jié)構(gòu)的探測(cè)器100中，各發(fā)送電極32、接收電極33與耦合電極42之間的距離對(duì)精度影響極大，這個(gè)距離應(yīng)保持在微米數(shù)量級(jí)，而且彼此間的平行度也不應(yīng)該變化。此外，即使固定板31和可動(dòng)板41之間出現(xiàn)相對(duì)位移，各電極間的距離和平行性也應(yīng)當(dāng)保持。然而，例如即使兩塊板31和41之間保持平行，但由于它們的位置傾斜和移位等原因使得極板的面積比發(fā)生變化也是不允許的。如果位置關(guān)系出現(xiàn)無(wú)規(guī)律現(xiàn)象，那么比率S/N發(fā)生變化，這樣預(yù)定的檢測(cè)精度不僅不能保證，而且由于兩塊板31和41之間發(fā)生接觸和類似毛病而不能進(jìn)行檢測(cè)。為了便于攜帶和改善操作性能，近年來(lái)要求位移檢測(cè)裝置小型化的呼聲越來(lái)越高。組裝具有前面所說(shuō)的那種位置關(guān)系的位移檢測(cè)裝置是非常麻煩的，特別是在采用監(jiān)視輸出電壓的方法和類似的方法時(shí)，而且為了調(diào)整要重新拆開位移檢測(cè)裝置，而實(shí)際測(cè)量操作要在組裝好之后進(jìn)行，要想得到高于1微米的分辨率是十分困難的。這個(gè)問(wèn)題不僅出在靜電電容式探測(cè)器上，而且對(duì)上面提到的光電式探測(cè)器以及其它類似的探測(cè)器也同樣存在。

當(dāng)上述的鑒相式靜電電容探測(cè)器100安裝到位移檢測(cè)裝置上，如裝到電子指示表上時(shí)，出現(xiàn)下述問(wèn)題。