[实用新型]一种基于容栅的非接触式位移传感器

说明书

本实用新型公开了一种基于容栅的非接触式位移传感器，将传统容栅位移传感器的定极板作为静栅单元，将动极板作为动栅单元，与高精度位移传感器集成于读数头中，在结构上相当于读数头与静栅单元组成容栅位移传感器，控制器同时获取容栅位移测量数据和高精度位移测量数据，以容栅的数据作为基准加插高精度位移传感器的位移数据提高测量精度，因此本实用新型既可以做到高精度位移传感器的高速高精度性能，也可以做到容栅位移传感器的绝对值输出数和快速响应功能，实现切换绝对值和非绝对值输出，且本实用新型以电容变化、位移量或磁感为基础测量，对测量环境中的灰尘和强光不敏感，具有很高的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及高精度位移传感器领域，特别是一种基于容栅的非接触式位移传感器。

背景技术

高精度高速光栅尺主要应用于直线电机，数控机床上，现时光栅尺设备的市场一直为外国品牌所控制，如德国海德汉，英国雷尼绍等，有的价格高达万元每米套，即使选择精度不高的磁栅尺也要数千元每米套，给设备采购和维护造成非常大的困难，而国内的高精度高速光栅尺和磁栅尺技术不够成熟，无法提供价格低廉而且精度较高的位移传感器设备；同时光栅尺和磁栅尺所采集的数据并非绝对值，需要对结果进行数值转换，给测量带来麻烦；本专利是针对目前光栅尺和磁栅尺市场价格高、设备可靠性低、测量结果非绝对值的问题，设计一种新的位移传感器。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型结合容栅位移传感器和高精度位移传感两者的特点，以容栅的数据作为基准加插激光位移传感器或者磁栅传感器的位移数据，实现高速高精度测量且所得数据可以切换绝对值和非绝对值输出。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种基于容栅的非接触式位移传感器，包括静栅单元和用于获取位移数据的读数头，所述读数头包括动栅单元、高精度位移传感器和用于读取所述动栅单元及高精度位移传感器的测量值的控制器，所述动栅单元和高精度位移传感器分别与所述控制器电连接，所述动栅单元与所述静栅单元非接触的相向设置组成容栅位移传感器，所述高精度位移传感器的工作窗口非接触的朝向所述静栅单元；所述读数头沿所述静栅单元表面移动，所述动栅单元和高精度位移传感器分别测量位移信息并发送到控制器，由控制器输出。

进一步，所述静栅单元包括反射极和屏蔽极，所述反射极排列成栅状结构，设置于所述静栅单元表面且与所述动栅单元及高精度位移传感器的工作窗口相对，所述屏蔽极接地。

进一步，所述静栅单元为印刷电路板，所述反射极印刷于电路板表面。

进一步，所述高精度位移传感器为激光位移传感器，所述静栅单元还包括便于所述激光位移传感器分辨位移的磨砂绝缘片，所述磨砂绝缘片覆盖于所述反射极表面。

进一步，对上述方案的替代，所述高精度位移传感器为磁栅位移传感器，所述静栅单元还包括便于所述磁栅位移传感器分辨位移的磁性栅状胶片，所述磁性栅状胶片覆盖于所述反射极表面。

进一步，所述动栅单元包括加载激励信号的发射极，所述发射极排列成栅状结构，设置于所述动栅单元的表面且与所述静栅单元相对。

进一步，所述动栅单元为印刷电路板，所述发射极印刷于电路板表面。

进一步，所述动栅单元还包括用于接收所述静栅单元上感应信号的接收极，所述接收极与所述控制器电连接。