[实用新型]电容式边缘传感器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种电容式边缘传感器。

背景技术：

传统的电容器传感器的优点是结构简单,价格便宜，灵敏度高,过载能力强，动态响应特性好和对高温、辐射、强振等恶劣条件的适应性强等。但缺点是输出有非线性，寄生电容和分布电容对灵敏度和测量精度的影响较大，以及联接电路较复杂等，而且不能测量法珀和拼接镜面技术中的拼接在一起或者平行放置的2个光学镜面之间的微距离。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种电容式边缘传感器。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种电容式边缘传感器,其组成包括：信号发生电路，所述的信号发生电路分别与待测平板电容A、待测平板电容B、限幅电路连接，信号放大电路分别与所述的待测平板电容A、所述的待测平板电容B、低通滤波电路连接，所述的低通滤波电路与所述的限幅电路连接，所述的限幅电路与相位检测电路连接，所述的相位检测电路与信号调理电路连接。

所述的电容式边缘传感器,所述的相位检测电路的幅相检测芯片采用AD8302。

有益效果：

1.本实用新型具有体积小、成本低、温度稳定性好等诸多优点。本实用新型提高传感器电路性能，减少噪声等误差源的影响，实现大行程，高精度测量。

本电容式边缘传感器的电容测微法的原理如下，

平面变间隙式电容传感器可以由2个相互平行的平面板组成，其电容量为：                                                        式中：ε为两电容极板间介电常数；A为极板正对面积；h为两极板间距；C为传感器两极板间的电容量。  

  V1和V2为相位相反、幅值相同的方波电压信号，根据戴维宁等效定理经过两电容后在节点处的电压信号为：

   

当介电常数和电容极板正对面积相向时，电路的输出电压仅与两电容基板间距相同，即：

 

测量两平板是否平行，需要两组电容C1，C2和C3，C4，若平板1和平板2平行，即h1=h2，则Vo=0；若平板1和平扳2不平行，有2种情况：若h1>h2，则输出电压Vo与电压信号V1相位相同；若h1<h2，输出电压Vo与电压信号V1相位相反。另一组C3，C4的电路输出关系与C1，C2相同。利用本实用新型可以用来检测拼接在一起或者平行放置的2个光学镜面的位置关系。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是本实用新型的测量电路的电路原理图。

附图3是本实用新型的相位检测电路的电路原理图。

具体实施方式：

实施例1：

一种电容式边缘传感器,其组成包括：信号发生电路1，所述的信号发生电路分别与待测平板电容A,件号：2、待测平板电容B,件号：3、限幅电路4连接，信号放大电路5分别与所述的待测平板电容A、所述的待测平板电容B、低通滤波电路6连接，所述的低通滤波电路与所述的限幅电路连接，所述的限幅电路与相位检测电路7连接，所述的相位检测电路与信号调理电路8连接。

实施例2：

根据实施例1所述的电容式边缘传感器,所述的相位检测电路的幅相检测芯片采用AD8302。

实施例3：

所述的电容式边缘传感器,在实际中要产生严格的2列幅值相同，相位相反的当波信号是很困难的，以单片机为例，产生2列方波的时间延迟微秒量级，本实用新型使用单片机产生1列频率为720 Hz的方波，利用此方波信号驱动异或门电路，使之产生2列幅值为5 V、相位相反的方波信号。通过TTL到CMOS电路的转换，彻底实现产生2列幅值为0～5 V，相位严格相反的2列方波信号，并能够驱动后级CMOS电路。