[发明专利]一种绝对式电容角位移测量传感器

说明书

本发明涉及一种绝对式电容角位移测量传感器，其特征在于包括敏感结构、信号调制解调电路和误差补偿及融合模块；敏感结构包括纵向平行设置的第一定子、转子和第二定子；第一定子顶部外侧设置精测采集电极，第一定子顶部内侧设置精测激励电极；转子底部外侧设置精测敏感电极，转子底部内侧设置精测耦合电极，转子顶部外侧设置粗测敏感电极，转子顶部内侧设置粗测耦合电极，精测/和粗测敏感电极及精测/和粗测耦合电极为等势体；第二定子底部外侧设置粗测采集电极，第二定子底部内侧设置粗测激励电极；信号调制解调电路用于测量精测角位移和粗测角位移；误差补偿及融合模块用于进行误差补偿后计算绝对角位移，本发明可广泛用于角位移测量传感器中。

技术领域

本发明涉及一种角位移传感器，特别是关于一种绝对式电容角位移测量传感器，属于角位移传感器领域。

背景技术

角位移传感器是一种将旋转角位置、角位移等物理量转换为电信号的位移传感器，是自动化领域中用来检测角度、速度、长度、位移和加速度的传感器，其应用大到数控机床、机器人、包装机械、印刷机械、电梯、工厂自动化相关设备的位置检测和传输速度控制,小到磁盘和打印机等办公自动化设备的旋转量的测量和控制，已经成为各个领域不可或缺的一部分。

目前市面上已有多种旋转角位移传感器，按照检测的原理可分为光学编码器和磁性编码器等，其中，光学旋转编码器应用较多，磁性编码器次之，现有的角位移测量传感器精度较高，但是存在体积比较大、加工复杂、成本较高、对环境要求苛刻及动态特性差等缺点，如磁性编码器加工复杂、成本高、重量大且对电磁环境敏感，相比之下电容式角位移传感器稳定性较高、可以用于非接触式测量、动态响应好以及适应恶劣环境等，已经被越来越多的人认为是最有发展前途的传感器。

国内外对于电容式传感器用于测量角位移的研究很多，也已经取得很大的突破，主要集中在敏感结构的改进，常规的敏感结构是扇形分瓣式，对角位移信息的获取能力有限，灵敏度也受限于加工精度，且解调电路复杂，无法实现绝对的角位置测量，大多数的电容式角位移传感器只能用于相对测量，且动态范围有限。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种高精度、高灵敏度、高适应性且低成本的绝对式电容角位移测量传感器。