[发明专利]基于互电容测量原理的梳齿式柱面电容传感器

摘要

本发明公开了一种基于互电容测量原理的梳齿式柱面电容传感器。结构组成由外到内依次为传感器外壳、绝缘基质层和结构相同的四组互电容测量单元。四组互电容测量单元沿绝缘基质层内圆周向等距分布，每组由第一、第二梳齿式电容极板构成。传感器用于高精密轴系转子的径向运动误差测量，作为定子同轴安装于被测转子外。测量时，转子产生的径向跳动将引起对应互电容测量单元总体电容值的改变，通过对电容值测量并进行合理的数学运算，可得到被测转子的径向跳动位移值。本发明采用互电容测量原理，转子只作为被测对象而不含在传感器的结构配置中，简化了传感器的配置形式，更加适合于转子运动误差的动态实时测量，同时对被测转子构成材料无特殊要求。

主权项

一种基于互电容测量原理的梳齿式柱面电容传感器，其特征在于：结构组成由外到内依次为传感器外壳（3）、绝缘基质层（4）和结构相同的四组互电容测量单元（5），三者同轴布置且轴向长度相等；位于绝缘基质层（4）内圆柱面的四组互电容测量单元（5），依次分布于四个象限内且沿X、Y轴相互对称，相邻互电容测量单元的圆周间距均为互电容测量单元圆周张角的1/2；每组互电容测量单元（5）均包括第一梳齿式电容极板（6）和第二梳齿式电容极板（7）；第一梳齿式电容极板（6）的N个弧形长条齿形电极（8）和第二梳齿式电容极板（7）的N个弧形长条齿形电极（9）相互交叉嵌入对方齿槽中，嵌入深度为l，齿形电极顶部距齿槽底部的距离为齿形电极的宽度w；相互交叉嵌入对方齿槽中的齿形电极位于每个齿槽的轴向中心线上，沿圆弧方向的齿槽宽度为齿形电极宽度w的3倍。