[其他]用于量具上的超小型电容传感器

说明书

本实用新型涉及到用于测量工具上的一种电容型传感器，特别涉及到一种超小型平面电容角度传感器。

机械读数式测量工具（游标卡尺，千分尺等）已广泛地应用于机械加工等行业中，但它读数精度低，功能单一，与现代化机械加工的需要不尽适应。后来出现了带表盘的卡尺，但仍摆脱不了机械卡尺的固有缺点。随着电子技术的发展，出现了多功能的数字显示电子量具，它采用的原理有齿条码盘式，光栅式和容栅式。日本三丰制作所在中国申请的编号为CN85108657A的专利文件里公布了一种称为“静电电容型编码器”的容栅式传感器，这种传感器结构简单，功耗低、抗干扰性强，读数也比较精确。但该编码器尽管体积较小，由于电量信号转换成数字需要一定的电量，也即需要一定面积的电容片，因此不可能做得更小，故安装在千分尺上会有比例失调之感，而只适用于三点内径的应用。其次，由于该装置采用五个电极组单元，故不能构成线性电量反馈，如要测量精确，就要求发射电极和接收电极互相之间高度平行且垂直于转动轴，从而增加了制造难度。第三，从使用该编码器的一个实施例可知，电极片之间的距离是靠滚珠轴承来控制的，由于滚珠轴承存在轴向间隙，所以会影响电极间的距离，也即电极间的距离不等于常数，从而影响检测精度。第四，由于转动旋转圆筒靠轴承支承，因而要求主轴与轴承座绝对同心，在该实施例里，由于主轴前端是浮动的，所以影响不大，但千分尺却不能用此方式保持绝对同心，而千分尺在加工中又必然会存在微量不同心度。最后，该编码器不能作为独立部件安装在各种测量工具内。

本实用新型的目的是提供一种超小型平面电容角度传感器，它的体积更小，测量精度更高，制造方便，结构简单，而且能成一独立部件安装在千分尺，三点内径，公法线千分尺，壁厚千分尺，内径千分尺等各种测微装置里。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的，一种超小型平面电容角度传感器，它包括可安装在测量螺杆上、可随测量螺杆旋转并沿测量螺杆轴向移动的动栅片座；可固定在量具壳体内、并被可拆卸地连成一包围着动栅片座的整体的定栅片座，且动栅片座和定栅片座之间的轴向方向上有两对呈小间隙的滑动接触表面；二块结构相同并且并联的动栅片分别固定在动栅片座一端的两个相反的轴向表面上；与动栅片电气连接的二块结构相同并且并联的信号电极片分别固定在动栅片座另一端的两个相反的轴向表面上；与相位电压源连接的二块结构相同并且并联的定栅片分别面对动栅片被固定在定栅片座上；与信号检出部件电气连接的二块结构相同并且并联的检出电极片分别面对信号电极片被固定在定栅片座上。

本实用新型的进一步改进是，定栅片上均布着两组各含有8个发射电极的电极组，动栅片上均布着4个面对着发射电极的电极。

本实用新型的优点是提供了一种超小型平面电容角度传感器，由于它采用了电量反馈的原理，因而可降低电容片之间平行度和对测量螺杆的垂直度要求，由于容许在动栅片座和定栅片座之间有少量轴向间隙，以及使动栅片座采用浮动结构，所以有自定心作用和良好的转动性能，上述的设计还将提高测量精度和降低制造难度。此外，本实用新型的体积更小，不但适用于数显千分尺，也可用于三点内径，公法线及一切通过转角来进行测量的测量工具上。

下面将结合附图对本实用新型的一实施例作详细的说明。

图1是本实用新型一实施例的纵剖面图；

图2是定栅片的结构和连线图；

图3是动栅片的结构图；

图4是信号电极片的结构图；

图5是检出电极片的结构图；

图6是使用本实用新型一实施例的一种测量工具的局部剖面图；

图7是定栅片和动栅片之间的关系图。

参看图1，本实用新型的一个实施例－－超小型平面电容角度传感器1包括动栅片座2，动栅片座2通过与测量螺杆5上的V型键槽对应的V型键3和胀紧螺钉4可以安装在测量工具上的测量螺杆5上，这样，动栅片座2可随测量螺杆5旋转而旋转，并可沿测量螺杆5轴向移动。尺寸互相配合的左端盖6、轴壳7、右端盖8和端盖9形成定栅片座。两块结构相同的动栅片10和11分别固定在动栅片座2一端的直径较大处的两个相反的轴向端面上，它们通过导线12互相并联；两块结构相同的信号电极片13和14固定在动栅片座2的另一端上，它们朝向相反，但都垂直于动栅片座2的中心轴，并且通过导线15互相并联；此外通过导线16，信号电极片与动栅片电气连接。两块结构相同的定栅片17和18分别面对着动栅片10和11被固定在左端盖6和右端盖8上，它们通过导线并联后与相位电压源19电气连接；两块结构相同的检出电极片20和21分别面对着信号电极片13和14被固定在右端盖8和端盖9上，它们通过导线并联后与信号检出部件22电气连接。