[其他]用于对位移物进行控制和定位的电容式直线型或旋转型传感器

权利要求书

1、一种通过测量移动物体的位移、角度或速度对该物体进行控制和定位的电容式直线型或旋转型传感器(实施例中为旋转型)包括两个对置的确定一相对间距的定片，定片的间隙中置有一个可在其中转动的动片，动片与主轴相联，主轴又与位移的物体相联，在一个定片和动片之间形成了第一气隙，在另一定片和动片之间形成了第二气隙，在定片和动片的互相对着的各面均涂有导电涂层，它们与相应的气隙一起组成了电容器，其电容值随动片的转动而变化，上述这种传感器的特征在于：在动片和定片上的涂层要配置得至少形成两个同心的园环区，其中一个区组成粗测系统的测量轨迹，而另一个区组成精测系统的测量轨迹，精测系统的涂层以360°的几分之一周期地配置在动片和定片的园环轨迹上，而粗测系统的涂层则以360°为周期配置，这样，由动片和定片相互相应的涂层所产生的耦合电容沿主轴的旋转位移图形部分地呈正弦形，加上带有不同前置符号的相对位移的部分正弦电容图形，就可产生一个周期为360°/ni的近似为纯正弦关系的电容图形，ni为正自然整数，用以表示具体测量轨迹的极点对数，下标i表示测量轨迹的号数。

2、根据权利要求1的旋转型传感器，其中，在一个精测轨迹和一个粗测轨迹的情形时，在定片的涂层上有四个相同形状的不同涂层部分，而这种关系对于一个涂层部分的每类j（j由1至4）都适用，于是，相对于另一个相当于零角度的涂层部分，该涂层部分的位移可用下式表示：

j× (360°)/(2×ni) +K× (360°)/(ni) （K为任意整数）

而在动片上的两类“L”涂层，其相对于一个零角度（相对于动片固定）的位移用下式表式：

L× (360°)/(2×ni) +K× (360°)/(ni)

3、根据权利要求2的旋转型传感器，其中，在精测轨迹的涂层区内，定片的每一涂层区在每种情形下用下列信号电压激励：

1.U₁＝U₀mod×Sin（ni×φ）

2.U₂＝U₀mod×Cos（ni×φ）

3.U₃＝U₀mod×（-Sli（ni×φ））

4.U₄＝U₀mod×（-Cos（ni×φ））

式中u₀mod为调制电压，φ为电角，这样在定片上去耦并送至前置放大器后，动片的两类涂层反相连接，其输出信号被解调并经重新整形后得到如下的信号图形

uout＝U₀×2×sin ni（θ-φ）

θ为机械角，这样，改变φ使等式中θ＝φ，输出Uout只对预估值φ被控制为零，而其它φ值时，表示θ的偏移。

4、根据权利要求3的旋转型传感器，其中每个测量轨迹配置一个电子轨迹计算系统，该系统在标量周期360°/n_i内以a_i比特分辨率确定位置，使电角φ跟随机械角θ，而电角以a_i比特贮存在计数器内。

5、根据权利要求4的旋转型传感器，其中粗测系统的数字输出与精测系统的数字输出在逻辑组合系统中被组合，与逻辑组合系统的两个输入比特值振幅之和比较，逻辑组合系统的数字输出信号至少被降低2比特，而在精测系统的6比特振幅情形时，所有的比特值被直接转换成为该逻辑组合系统的10比特振幅输出信号，粗测系统的6比特振幅数字输出的4个最高数比特则可增加或减少1比特，或保持不变，作为在精测轨迹的两个最高权比特与粗测轨迹的两个最低权比特之间的交连是否呈现某个特定值的函数。

6、根据权利要求1的旋转型传感器，其中，动片和定片以绝缘材料制成，而涂层和所有的其它导电元件则由导电材料构成，动片和定片的正面和背面间的电连接由穿过绝缘材料的穿通触点建立。

7、根据权利要求6的旋转型传感器，其中定片的一面上配置4个螺旋形导体轨迹，它们与相应的导体相连，而且导体轨迹经穿通触点与定片的另一面上的涂层部分连接，并附着在精测轨迹的涂层上，使得4个涂层部分极性不同时，将信号送至各涂层部分。