[发明专利]电容式接触型位移测量传感器及传感系统有效

专利信息
申请号: 201610390990.3 申请日: 2016-06-03
公开(公告)号: CN107462142B 公开(公告)日: 2019-09-17
发明(设计)人: 林立;张冬冬;郑泉水 申请(专利权)人: 清华大学;青岛艾科瑞尔精密仪器科技有限公司
主分类号: G01B7/02 分类号: G01B7/02
代理公司: 北京博雅睿泉专利代理事务所(特殊普通合伙) 11442 代理人: 马佑平;马铁良
地址: 10008*** 国省代码: 北京;11
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摘要: 发明公开了一种电容式接触型位移测量传感器及传感系统,该传感器包括:固定部件,包括固定绝缘基底及位于固定绝缘基底上的电容极片组,电容极片组包括各导电极片及覆盖在各导电极片上的固定侧薄膜;运动部件,包括运动绝缘基底和位于运动绝缘基底上的接地极片组,接地极片组包括各导电极片及覆盖在各导电极片上的运动侧薄膜;固定部件与运动部件在垂直于X方向的Z方向上相对布置,且运动部件与固定部件沿X方向接触式滑动配合连接,以使运动侧薄膜与固定侧薄膜在Z方向上的保持零间隙;电容极片组与接地极片组被设置为在运动过程中形成可变电容器。本发明传感器无需针对间隙变化进行补偿设计,有利于简化结构及提升传感器性能。
搜索关键词: 电容 接触 位移 测量 传感器 传感 系统
【主权项】:
1.一种电容式接触型位移测量传感器(100),其特征在于,包括固定部件(101)和运动部件(102);所述固定部件(101)包括固定绝缘基底(16)和位于所述固定绝缘基底(16)上的电容极片组,所述电容极片组包括各导电极片及覆盖在各导电极片的外表面上的固定侧薄膜(17);所述运动部件(102)包括运动绝缘基底(18)和位于所述运动绝缘基底(18)上的接地极片组,所述接地极片组包括各导电极片及覆盖在各导电极片的外表面上的运动侧薄膜(19),且所述接地极片组的所有导电极片均电连接在一起,所述固定侧薄膜(17)与所述运动侧薄膜(19)中的至少一个为绝缘材料薄膜;所述固定部件(101)与所述运动部件(102)在Z方向上相对布置,且所述运动部件(102)与固定部件(101)沿垂直于所述Z方向的X方向接触式滑动配合连接,以使所述运动侧薄膜(19)与固定侧薄膜(17)在Z方向上保持零间隙;所述电容极片组与所述接地极片组被设置为:在所述运动部件(102)相对所述固定部件(101)沿X方向运动时形成可变电容器,以通过所述可变电容器输出用于表征所述运动部件(102)沿X方向的位移的信号;所述电容极片组包括四个第一电容极片组(11、12、13、14),每一所述第一电容极片组(11、12、13、14)由电连接在一起的m个第一导电极片组成;其中两个所述第一电容极片组(13、14)的第一导电极片在沿X方向的第一排上以Wcs1的间距交替排列,另外两个第一电容极片组(11、12)的第一导电极片在沿X方向的第二排上以所述Wcs1的间距交替排列;以及,所述接地极片组包括一个由n个第二导电极片组成的第一接地极片组(15),所述第一接地极片组(15)的第二导电极片在X方向上以Wg1的间距排列,其中,n小于或者等于m;所述第一接地极片组(15)和所述四个第一电容极片组(11、12、13、14)被设置为:在所述运动部件(102)从行程起点运动至行程终点的过程中,第一接地极片组(15)与四个第一电容极片组(11、12、13、14)各形成一个可变电容器组(C11、C12、C13、C14),及对应第一排的两个可变电容器组(C13、C14)产生第一排差分信号、对应第二排的两个可变电容器组(C11、C12)产生第二排差分信号、且第一排差分信号与第二排差分信号的非线性区相互错开。
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