[发明专利]一种绝对式时栅直线位移传感器

说明书

本发明涉及传感器技术领域，且公开了一种绝对式时栅直线位移传感器，包括动尺和定尺，所述动尺包括动尺基体、精极感应调制极和粗极感应调制极；所述定尺包括定尺基体、精极激励极和粗极激励极。1、本申请的位移的精测和粗测都采用同一感应原理，使测量系统更精简，传感器电路与结构更简单，减小了传感器规模和布线难度。2、本申请采用时栅原理的测量方法，通过测量相位信号的变化来间接测量位移，测量结果更精确。3、本申请采用方波激励形式的时栅传感器能够大幅度减小电路规模和体积，从而有效的降低制造成本，满足更多场合的需求，且方波激励信号相比于正弦波信号产生更简单。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体为一种绝对式时栅直线位移传感器。

背景技术

同领域的绝对式直线位移传感器，有的在精测模块采用交变电场感应原理，在粗测模块采用编码或激光测距的原理，然后通过粗精组合来实现绝对位置判断，该方式电路规模较大，传感器结构复杂。同领域的基于交变电场感应原理的位移传感器，有的是通过测量幅值信号的变化来间接测量位移。传统时栅原理的测量方法需要使用正弦波作为激励信号，采用正弦激励形式的时栅传感器激励电路复杂，成本高，小型化难度大，使得其应用范围受到较大的限制。

发明内容

本发明主要是提供一种绝对式时栅直线位移传感器，解决现有技术的电路复杂，成本高，小型化难度大的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种绝对式时栅直线位移传感器，包括动尺和定尺，所述动尺与所述定尺平行设置，且留有间隙，所述动尺包括动尺基体，所述动尺基体上平行设置有精极感应调制极和粗极感应调制极，所述精极感应调制极内设置有多组精极感应调制极片组，所述粗极感应调制极排列设置有多组粗极感应调制极片组，所述精极感应调制极片组包括依次设置的q+差分感应调制极片和q-差分感应调制极片，所述粗极感应调制极片组包括依次设置的Q+差分感应调制极片和Q-差分感应调制极片；所述定尺包括定尺基体，所述定尺基体上平行设置有精极激励极和粗极激励极，所述精极激励极内排列设置有多组精极激励极片组，所述粗极激励极排列设置有多组粗极激励极片组，所述精极激励极片组包括依次设置的精极激励极片a、精极激励极片b、精极激励极片c和精极激励极片d，所述粗机激励极片组包括依次设置的粗机激励极片A、粗机激励极片B、粗机激励极片C和粗机激励极片D；每组所述精极激励极片组对应一组所述精极感应调制极片组，每组所述粗极激励极片组对应一组所述粗极感应调制极片组；每组所述精极激励极片组和粗极激励极片组均接入4路相位相差90°的方波激励信号，且所述精极激励极片组和粗极激励极片组分时激励。

进一步，4路所述方波激励信号为占空比为50％的方波，且每路方波依次超前或滞后1/4。

进一步，所述方波激励信号的频率为20KHz。

进一步，所述动尺基体还包括依次平行设置于所述粗极感应调制极下方位置的动尺隔离极片、第一反射极片和第二反射极片；所述定尺基体还包括依次平行设置于所述粗极激励极下方位置的定尺隔离极片、第一信号接收极片和第二信号接收极片；所述q+差分感应调制极片和Q+差分感应调制极片均与所述第一反射极片电连接，所述q-差分感应调制极片和Q-差分感应调制极片均与所述第二反射极片电连接；所述第一信号接收极片用于接收所述第一反射极片反射回来的信号，所述第二信号接收极片接收所述第二反射极片反射回来的信号。

进一步，所述精极感应调制极片组和粗极感应调制极片组内的调制极片形状为正弦型或余弦型或弧形或菱形。

进一步，所有处理电路和接线都设置在所述定尺基体上，所述动尺与定尺之间无任何电气连接。

进一步，所述动尺基体和定尺基体均采用PCB板。