[发明专利]一种具有温度补偿功能的测距装置及切割系统

权利要求书

1.一种具有温度补偿功能的测距装置，其特征在于，包括：寄生电容、变容二极管、第一电阻、电压源、运放及处理器；

所述寄生电容的第一端接测距端，所述寄生电容的第二端接所述运放的信号输入端；

所述变容二极管与所述第一电阻并联，组成并联电路；

所述并联电路与所述寄生电容并联；

所述变容二极管的正极接地，所述变容二极管的负极与所述电压源连接；

所述运放的信号输出端与所述处理器的信号输入端连接；

当温度变化时，所述寄生电容的变化与所述变容二极管的等效电容的变化方向相反且大小相近，以补偿掉所述寄生电容因温度变化对测量高度的影响。

2.如权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述测距装置还包括第二电阻；

所述第二电阻的第一端与所述变容二极管的负极连接，所述第二电阻的第二端与所述电压源连接，所述第二电阻是温敏电阻，所述第一电阻在温度变化时阻值基本不变，从而使得：当温度变化时，所述寄生电容的变化与所述变容二极管的等效电容的变化方向相反且大小相近。

3.如权利要求1所述的测距装置，其特征在于，还包括：第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第一驱动电压源及第二驱动电压源；所述寄生电容的第二端与所述运放的输入正极连接；所述第五电阻与所述第一电容串联，组成串联电路；所述串联电路的第一端与所述寄生电容的第二端连接，所述串联电路的第二端与所述第三电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端与所述运放的输入负极连接，所述第三电阻的第二端还与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地；所述第三电阻的第一端还与所述运放的信号输出端连接；所述第一驱动电压源的一端接地，所述第一驱动电压源的另一端接所述运放；所述第二驱动电压源的一端接地，所述第二驱动电压源的另一端接所述运放；从而实现将电容转化为频率。

4.如权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述处理器包括：

频率接收模块，用于接收由所述运放发送的频率数据；

处理模块，用于将所述频率数据处理得到距离数据。

5.如权利要求4所述的测距装置，其特征在于，

所述处理模块，具体用于根据公式计算得到所述距离数据h；其中，R为电路内部谐振回路的等效电阻，ε为介电常数，s为测距端截面积，k为静电力常量，f为接收到的频率数据。

6.如权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述运放能向所述处理器发送由电容转化的频率数据；

所述处理器能由所述频率数据得到距离数据。

7.如权利要求1或6所述的测距装置，其特征在于，所述寄生电容能与板间电容并联；

所述板间电容的大小随板间高度变化；

待测量的距离为h+Δh1+Δh2，其中，h是与所述板间电容相关的实际高度值，Δh1是所述寄生电容因温度变化造成的高度误差，Δh2是与所述变容二极管的等效电容相关的高度补偿，Δh2用于补偿误差Δh1；

所述运放能向所述处理器发送由所述寄生电容、所述变容二极管的等效电容、以及所述板间电容转化的频率数据。

8.一种切割系统，其特征在于，包括：如权利要求1-6中任一项所述的测距装置和切割机构；所述处理器的信号输出端与所述切割机构的信号输入端通信连接。

9.如权利要求8所述的切割系统，其特征在于，所述切割系统还包括：

喷嘴，与工件之间存在板间电容，所述板间电容的大小随所述喷嘴与所述工件之间的距离变化而变化；

陶瓷环，位于所述喷嘴上方；

电路板；

所述寄生电容是所述陶瓷环到所述电路板的线缆上的电容；

所述寄生电容能与所述板间电容并联；

待测量的距离为h+Δh1+Δh2，其中，h是与所述板间电容相关的实际高度值，Δh1是所述寄生电容因温度变化造成的高度误差，Δh2是与所述变容二极管的等效电容相关的高度补偿，Δh2用于补偿误差Δh1。

10.如权利要求8所述的切割系统，其特征在于，所述切割机构包括：控制器和切割执行机构；所述控制器的信号输入端与所述处理器的信号输出端通信连接，所述控制器的信号输出端与所述切割执行机构的信号输入端通信连接；

所述控制器包括：

数据接收模块，用于接收由所述处理器输出的距离数据；

指令发送模块，用于根据所述距离数据输出调高指令到所述切割执行机构；

所述指令发送模块，包括：

数据库，用于存储不同距离与调高指令之间的对应关系；

查询单元，用于根据所述距离数据查询所述数据库得到相对应的调高指令；

指令输出单元，用于将查询得到的调高指令输出到所述切割执行机构。