[其他]用于量具上的超小型電容傳感器

無效

• 申請號: 88202266
• 申請日: 1988-03-26
• 公開（公告）號: CN88202266U
• 公開（公告）日: 1988-12-14
• 發明（設計）人: 杜云君
• 申請（專利權）人: 上海量具刃具廠
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01D5/24
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 吳明華

本實用新型涉及到用于測量工具上的一種電容型傳感器，特別涉及到一種超小型平面電容角度傳感器。

機械讀數式測量工具（游標卡尺，千分尺等）已廣泛地應用于機械加工等行業中，但它讀數精度低，功能單一，與現代化機械加工的需要不盡適應。后來出現了帶表盤的卡尺，但仍擺脫不了機械卡尺的固有缺點。隨著電子技術的發展，出現了多功能的數字顯示電子量具，它采用的原理有齒條碼盤式，光柵式和容柵式。日本三豐制作所在中國申請的編號為CN85108657A的專利文件里公布了一種稱為“靜電電容型編碼器”的容柵式傳感器，這種傳感器結構簡單，功耗低、抗干擾性強，讀數也比較精確。但該編碼器盡管體積較小，由于電量信號轉換成數字需要一定的電量，也即需要一定面積的電容片，因此不可能做得更小，故安裝在千分尺上會有比例失調之感，而只適用于三點內徑的應用。其次，由于該裝置采用五個電極組單元，故不能構成線性電量反饋，如要測量精確，就要求發射電極和接收電極互相之間高度平行且垂直于轉動軸，從而增加了制造難度。第三，從使用該編碼器的一個實施例可知，電極片之間的距離是靠滾珠軸承來控制的，由于滾珠軸承存在軸向間隙，所以會影響電極間的距離，也即電極間的距離不等于常數，從而影響檢測精度。第四，由于轉動旋轉圓筒靠軸承支承，因而要求主軸與軸承座絕對同心，在該實施例里，由于主軸前端是浮動的，所以影響不大，但千分尺卻不能用此方式保持絕對同心，而千分尺在加工中又必然會存在微量不同心度。最后，該編碼器不能作為獨立部件安裝在各種測量工具內。

本實用新型的目的是提供一種超小型平面電容角度傳感器，它的體積更小，測量精度更高，制造方便，結構簡單，而且能成一獨立部件安裝在千分尺，三點內徑，公法線千分尺，壁厚千分尺，內徑千分尺等各種測微裝置里。

本實用新型的目的是通過以下方式實現的，一種超小型平面電容角度傳感器，它包括可安裝在測量螺桿上、可隨測量螺桿旋轉并沿測量螺桿軸向移動的動柵片座；可固定在量具殼體內、并被可拆卸地連成一包圍著動柵片座的整體的定柵片座，且動柵片座和定柵片座之間的軸向方向上有兩對呈小間隙的滑動接觸表面；二塊結構相同并且并聯的動柵片分別固定在動柵片座一端的兩個相反的軸向表面上；與動柵片電氣連接的二塊結構相同并且并聯的信號電極片分別固定在動柵片座另一端的兩個相反的軸向表面上；與相位電壓源連接的二塊結構相同并且并聯的定柵片分別面對動柵片被固定在定柵片座上；與信號檢出部件電氣連接的二塊結構相同并且并聯的檢出電極片分別面對信號電極片被固定在定柵片座上。

本實用新型的進一步改進是，定柵片上均布著兩組各含有8個發射電極的電極組，動柵片上均布著4個面對著發射電極的電極。

本實用新型的優點是提供了一種超小型平面電容角度傳感器，由于它采用了電量反饋的原理，因而可降低電容片之間平行度和對測量螺桿的垂直度要求，由于容許在動柵片座和定柵片座之間有少量軸向間隙，以及使動柵片座采用浮動結構，所以有自定心作用和良好的轉動性能，上述的設計還將提高測量精度和降低制造難度。此外，本實用新型的體積更小，不但適用于數顯千分尺，也可用于三點內徑，公法線及一切通過轉角來進行測量的測量工具上。

下面將結合附圖對本實用新型的一實施例作詳細的說明。

圖1是本實用新型一實施例的縱剖面圖；

圖2是定柵片的結構和連線圖；

圖3是動柵片的結構圖；

圖4是信號電極片的結構圖；

圖5是檢出電極片的結構圖；

圖6是使用本實用新型一實施例的一種測量工具的局部剖面圖；

圖7是定柵片和動柵片之間的關系圖。

參看圖1，本實用新型的一個實施例－－超小型平面電容角度傳感器1包括動柵片座2，動柵片座2通過與測量螺桿5上的V型鍵槽對應的V型鍵3和脹緊螺釘4可以安裝在測量工具上的測量螺桿5上，這樣，動柵片座2可隨測量螺桿5旋轉而旋轉，并可沿測量螺桿5軸向移動。尺寸互相配合的左端蓋6、軸殼7、右端蓋8和端蓋9形成定柵片座。兩塊結構相同的動柵片10和11分別固定在動柵片座2一端的直徑較大處的兩個相反的軸向端面上，它們通過導線12互相并聯；兩塊結構相同的信號電極片13和14固定在動柵片座2的另一端上，它們朝向相反，但都垂直于動柵片座2的中心軸，并且通過導線15互相并聯；此外通過導線16，信號電極片與動柵片電氣連接。兩塊結構相同的定柵片17和18分別面對著動柵片10和11被固定在左端蓋6和右端蓋8上，它們通過導線并聯后與相位電壓源19電氣連接；兩塊結構相同的檢出電極片20和21分別面對著信號電極片13和14被固定在右端蓋8和端蓋9上，它們通過導線并聯后與信號檢出部件22電氣連接。