[实用新型]绝对位置测量容栅位移传感器

摘要

本实用新型为绝对位置测量容栅位移传感器，包括两个可相对移动的发射板、反射板以及测量电路；本传感器的驱动信号发生器输出具有波动性质的信号与发射栅相连，振荡器的主时钟接入各电路，接收栅的输出经信号选择开关、模拟处理电路接同步捕捉电路；后者接控制器、加法计数器和RAM。控制器连接各部件。驱动信号发生器为扭环计数器、驱动顺序选择开关和异或调制器或者为地址加法计数器、只读存储器和异或调制器。接口单元启动测量单元，控制器协调各电路工作，依次完成粗、中、细波长内位移的测量后，接口单元关闭测量单元、处理并显示测量结果。本实用新型电路简单、控制方便、易于实现、精度高。

主权项

绝对位置测量容栅位移传感器，包括可相对移动的发射板(1)和反射板(2)以及测量电路；在发射板(1)沿测量轴线方向布有一列周期排列的电极，为发射栅(1.1)；在反射板(2)上沿测量轴线方向布有一列周期排列的电极，为反射栅(2.1)；反射板(2)上还布有与反射栅(2.1)有序连接的两列周期排列的电极，为转换栅；发射板(1)上也布有与转换栅进行电容耦合的两列周期排列的电极，为接收栅；发射栅(1.1)的电极每N个一组，N为整数，3≤N≤16，电极按间距Pt/N周期排列，N个一组的发射栅(1.1)的电极节距为Pt，Pt为细波长Wf的Nt倍，Nt为3～7的奇数；反射栅(2.1)的电极分为2组按间距Pr交错周期排列，Pr＝Wf；反射板(2)上的转换栅电极沿测量轴线按各自间距周期排列，2组反射栅(2.1)的电极通过导线分别与2列转换栅电极依次相连；所述测量电路分为接口单元和测量单元两部分；接口单元包括定时器、按键接口电路、测量接口电路、显示驱动电路及算术逻辑部件；所述测量单元包括驱动信号发生器和信号处理电路；其特征在于：所述测量单元还包括振荡器、分频器和控制器，所述驱动信号发生器(5)为产生具有波动性质的传感器驱动信号的驱动信号发生器；所述测量单元的振荡器输出的主时钟经分频器接入所述驱动信号发生器(5)，驱动信号发生器(5)的N路输出信号，分别与发射栅(1.1)各组的N个电极相连；所述测量单元的信号处理电路包括模拟处理电路、过零检测电路、同步延时电路、加法计数器、同步捕捉电路和随机访问存储器；模拟处理电路含有信号选择开关组(6)、差分放大器(7)、同步解调电路和低通滤波器；所测波长接收栅的两路输出经信号选择开关组(6)接入差分放大器(7)，差分放大后依次连接同步解调电路、低通滤波器、过零检测电路，之后输入同步捕捉电路；振荡器输出的主时钟还接入控制器、同步解调电路、同步捕捉电路、加法计数器；驱动信号发生器(5)的相位同步信号接入同步延时电路；同步延时电路的输出与同步捕捉电路和加法计数器相连，过零检测电路 的输出接入同步捕捉电路，同步捕捉电路的输出连接控制器和随机访问存储器，加法计数器的输出作为随机访问存储器的数据输入；接口单元的测量接口电路连接测量单元的控制器和随机访问存储器；产生各种控制信号的所述控制器，其各路输出分别连接随机访问存储器、驱动信号发生器(5)、信号选择开关组(6)以及接口单元的测量接口电路，控制器的输入端连接同步捕捉电路的输出端，振荡器输出的主时钟连接控制器的时钟输入端。