一种电场式时栅角位移传感器
专利汇可以提供一种电场式时栅角位移传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开一种 电场 式时栅 角 位移 传感器 ，包括 转子 和 定子 ，转子基体表面覆有一圈等间距的双正弦形 电极 ；定子基体表面均匀地覆有一圈扇环形或曲面矩形电极，电极底部有定子引线，电极与引线之间有绝缘层，电极表面覆有绝缘保护层，形成一种多层结构；转子基体与定子基体同轴安装，并留有一定间隙δ；转子基体绕轴心相对转动；定子一个周期内的4个电极分别连接 相位 为0°，90°，180°，270°的等幅等频正弦激励 电压 ，转子电极上产生的行波 信号 Uo与一路相位固定的同频参考信号Ur进行比相；两路信号的 相位差 由插补的时钟脉冲表示，再通过变换得到角位移值。它结构简单，功耗低，对机械安装 精度 要求低，可实现任意360°范围内的高精度角位移测量。，下面是一种电场式时栅角位移传感器专利的具体信息内容。
1.一种电场式时栅角位移传感器，包括转子和定子两部分，其特征是：
所述转子的转子电极(1-1)数量为m，它们在转子基体(1)表面等间距地覆有一圈；所述定子的定子电极(2-1)数量为4m，它们在定子基体(2)表面均匀地覆有一圈，其中定子电极的第4n+1号电极连成一组，组成A激励相，定子电极的第4n+2号电极连成一组，组成B激励相，定子电极的第4n+3号电极连成一组，组成C激励相，定子电极的第4n+4号电极连成一组，组成D激励相，其中n＝0,2,3,...,m-1；定子的A、B、C、D四个激励相分别连接相位依次相差90°的等幅等频正弦激励电压Ua、Ub、Uc、Ud；转子基体与定子基体同轴安装，转子电极(1-1)与定子电极(2-1)正对，并留有一定间隙δ，形成耦合电容；
当转子基体与定子基体相对转动，在转子电极上产生一路行波信号Uo，该行波信号和一路同频率的参考信号Ur经整形电路整形后，由比相电路进行比相；两路信号的相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示，再经过标度变换得到转子基体相对于定子基体的角位移值。
2.根据权利要求1所述的电场式时栅角位移传感器，其特征是：所述定子电极(2-1)为扇环形或曲面矩形，它们大小相同，相邻两电极之间保持一定的绝缘间距。
3.根据权利要求1所述的基于单圈多层结构的电场式时栅角位移传感器，其特征是：
所述转子电极(1-1)沿圆周方向展开后的形状为两个正弦向下相对形成的双正弦形，相邻转子电极(1-1)之间通过引线连接，转子电极长度略小于定子电极长度，宽度为一个定子电极宽度与一个绝缘间隔之和，相邻两转子电极之间间隔3个转子电极宽度。
4.根据权利要求1、2或3所述的电场式时栅角位移传感器，其特征是：所述转子电极(1-1)的形状是由[0,π]区间上的正弦曲线与x轴围成的区域和[π,2π]区间上的正弦曲线与x轴围成区域共同构成。
5.根据权利要求1、2或3所述的电场式时栅角位移传感器，其特征是：所述定子基体表面依次覆有4层介质膜，第一层为金属膜，加工有4条激励信号引线(2-2)，分别将A、B、C、D各个激励相的对应定子电极连成一组；第二层为绝缘膜；第三层为金属膜，加工成所述定子电极(2-1)；第四层为绝缘保护膜。
6.根据权利要求1、2或3所述的电场式时栅角位移传感器，其特征是：所述转子基体(1)和定子基体(2)采用圆柱体或圆柱环，利用其圆柱上下端面或圆柱环的内外柱面来布置电极。
7.根据权利要求1、2或3所述的电场式时栅角位移传感器，其特征是：所述定子电极(2-1)的A激励相与转子电极(1-1)形成耦合电容C1，B激励相与转子电极形成耦合电容C2，C激励相与转子电极形成耦合电容C3，D激励相与转子电极形成耦合电容C4；所述循环交替变化的电容C1、C2、C3、C4两两交替工作，构成交变电场的耦合通道，使得转子电极输出行波信号UO。
一种电场式时栅角位移传感器
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
4
励信号峰值Um＝5V，频率f＝40KHz，角频率ω＝2πf＝8×10π。
转动一个转子电极对应的角度后，C1电容的相对覆盖面积变为零，C2电容的相对覆盖面积开始由大变小，C3电容的相对覆盖面积由小变大；再转动一个转子电极对应的角度后，C2电容的相对覆盖面积变为零，C3电容的相对覆盖面积开始由大变小，C4电容的相对覆盖面积由小变大；又转动一个转子电极对应的角度后，C3电容的相对覆盖面积变为零，C4电容的相对覆盖面积开始由大变小，C1电容的相对覆盖面积由小变大；如此完成一个机械周期的转动，C1、C2、C3、C4的电容值也随之相应地呈周期性变化。转子电极输出行波信号Uo，基波表达式为：
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