[发明专利]电容传感器的控制方法

说明书

【技术领域】

本发明是关于一种传感器的控制方法，尤指一种数字增益电容传感器的控制方法。

【技术背景】

电容传感器是常见的一种灵敏传感器，其中差动电容传感器是性能比较好的一种电容传感器。在振镜伺服电机中差动电容传感器更是被普遍采用的，一般是使两个差动的极对获得的数值相减从而获得变化量。同时，把两个差动的极对获得的数值的和作为一个常数来控制，从而抵抗温度变化引起的飘移。该传统用法的控制框图可见图1，传统的系统是电容传感器1将两个差动的极对获得的数值通过相加电路2求和得到一个电压值，该电压值与精密电压源4输出的电压值经过比较电路3直接相比较，进而输出电压值控制高频电源5供给给电容传感器1的能量，使得电容传感器1的和始终是一个固定的常数，从而抵御温度等环境变化带来的漂移。为了与外部控制接口匹配，电容传感器1的两个差动极对获得的数值通过相减电路6的相减运算后获得的电压值，再经过增益调节电路7增益调节后输出位置信号。

这样的结构有几个缺点：

1.增益调节电路使用电位器做增益调节将产生较大的漂移，因为电位器要做精密低温漂是非常困难和昂贵的，世界上仅有很少的厂家能做出这样的电位器。

2.电位器需手工调节，费时费力，调节的精度不高，随意性也比较大。

3.低温漂精密电位器的调节寿命很短，调节次数一多就会损坏。

【发明内容】

本发明所欲解决的技术问题是提供一种电容传感器的控制方法，利用该控制方法控制电容传感器能在振镜伺服电机等高要求的应用场合中，达到高精度、低温漂的调节目的。

本发明所采用的技术方案是：一种用于振镜电机系统中的电容传感器的控制方法，包括电容传感器、与电容传感器相连的相减电路和相加电路，以及给电容传感器提供能量的高频电源，包括数字模拟转换器、增益档位调节器，电容传感器获得的值经相加电路求和；求和后获得的值与数字模拟转换器处理的值共同输入比较电路；经比较电路比较，获得的增益调节值提供给高频电源；相减电路对电容传感器获得的值相减后经增益档位调节器调节后输出位置信号。

所述电容传感器包括一对或多对差动电容极对。

电容传感器包括公共的能量发射源面、位移检测区域、与位移相关的中间介质。中间介质为陶瓷。

微型处理器与计算机相连，计算机对微型处理器进行操作。

增益档位调节器采用数字电位器，数字电位器与微型处理器相连，微型处理器设定数字电位器的档位选择系数。

数字模拟转换器分别与精密电压源和微型处理器相连，微型处理器设定的电压值和精密电压源提供的电压共同输入数字模拟转换器进行处理。

本发明所达到的技术效果是：本发明通过数字/模拟转换器(DAC)代替传统的精密电压参考源，同时用高稳定的数字增益档位调节器代替增益调节电路，非常方便地达到了高精度低温漂的调节目的；由于采用数字调节的方案使得调节可以通过计算机进行，减少了劳动强度和调节的人为随意性。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

图1是本发明差动电容传感器现有技术的工作流程框图。

图2是本发明差动电容传感器的工作流程框图。

【具体实施方式】

本发明是一种创新的振镜系统使用的位移、转角差动电容传感器的控制方法。该控制方法的特点在于利用差动电容传感器的传感区域求和后使用数字/模拟转换器(DAC)进行增益控制，在避免使用超高精度手工调节电位器的情况下做到低温漂增益控制的调节目的，并使控制获得数字接口。

如图2所示，本发明的电容传感器10包括一对差动电容极对11，其中包括公共的能量发射源面12、两个电学上独立的位移检测区域13、14、一个与位移相关的中间介质15。本发明的中间介质15为陶瓷。电容传感器10还可采用多对差动电容极对。

本发明与电容传感器10相连有相减电路70、相加电路20、高频电源50，与相减电路70连接有数字增益档位调节器80，与相加电路20连接有比较电路30，与比较电路30进一步连接有数字模拟转换器(DAC)60，以及与数字模拟转换器(DAC)60连接有精密电压源40，高频电源50与比较电路30连接。相加电路20、比较电路30、数字模拟转换器(DAC)60和精密电压源40构成本发明的增益控制调节环，另有微型处理器90与数字增益档位调节器80、数字模拟转换器(DAC)60和计算机100分别相连。