專利名稱：容柵角位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及傳感器，更具體地說是一種用于數(shù)顯量具的容柵角位移傳感器。
現(xiàn)在，容柵傳感器已被廣泛應(yīng)用在電子數(shù)顯量具上，諸如電子數(shù)顯卡尺、電子數(shù)顯表、電子千分尺等等。所謂容柵傳感，是指以兩極板之間形成的電容耦合來傳遞信號，又因為發(fā)射極板呈柵條狀，所以稱為容柵傳感器。其工作原理是通過主、副柵相對運動采集位移信號，經(jīng)傳感器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號后，送入處理電路進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并輸出數(shù)字信號，從而獲得測量結(jié)果。傳統(tǒng)的容柵角位移傳感器均為反射式結(jié)構(gòu)，即發(fā)射極柵條與接收極板制作在同一塊圓形基片的平面上(以圓心點為中心，外圓放射狀布滿柵條，內(nèi)圓布接收極板)作副柵，且發(fā)射極的柵條為連續(xù)排列，反射極板則制作在另一圓形基片上作主柵，兩基片相對安裝，驅(qū)動信號從柵條發(fā)出，經(jīng)反射板折射回接收極板，改變主、副柵的角位移距離，電容量跟隨相應(yīng)變化，電參量也隨之產(chǎn)生相應(yīng)變化，從而實現(xiàn)角位移測量。但是，由于傳感器的靈敏度很高，要求非接觸的主、副柵之間的距離必須限定在最佳的數(shù)值范圍內(nèi)，并且在移動過程中保持恒定，否則，就會產(chǎn)生附加誤差，這在制造工藝上是很難做到的，所以，這種結(jié)構(gòu)的傳感器測量誤差是比較大的，只適于要求不高的低精度測量使用。此外，發(fā)射柵條的連續(xù)排列，各柵條之間的節(jié)距還不能做得過小，因為每一柵條必須與一路驅(qū)動信號線連接，節(jié)距過小將使布線連接發(fā)生困難，節(jié)距大整體體積也大，因此它還存在體積大、使用不方便的缺陷。
本實用新型的目的是提供一種容柵角位移傳感器，它可以減少測量誤差，提高精度、縮小傳感器的體積。
為了達(dá)到上述目的，本實用新型采取了下述的技術(shù)解決方案該容柵角位移傳感器包括主柵和副柵，其特征在于主、副柵都是圓盤形的；主柵由透射板構(gòu)成，它是一導(dǎo)電薄片，其上以圓心點為中心開有一條條規(guī)則的，均勻分布的輻射狀扇形通孔；副柵由發(fā)射極板和接收極板構(gòu)成，它們分別置于主柵的兩面，發(fā)射面與接收面相對安裝；發(fā)射極板是在絕緣體基板上涂布以圓心點為中心的、按組分布的一條條輻射狀導(dǎo)電柵條，組與組之間有導(dǎo)電體圍繞屏蔽，每一柵條均向耦合區(qū)域外延伸，有規(guī)律擴(kuò)散并與相應(yīng)的導(dǎo)電孔連接；接收極板也是在絕緣體基板上涂布有與發(fā)射極板面積相應(yīng)的平板形導(dǎo)電體接收面。
主柵的透射板也可以是用介電常數(shù)合適的絕緣板作載體，在面上涂布導(dǎo)電體成型的薄片。
副柵的發(fā)射極板與接收極板應(yīng)保持最佳的恒定距離。
副柵的發(fā)射極板上的組間夾角等于主柵透射板上的扇形通孔的相鄰?qiáng)A角，或者該夾角的整數(shù)倍，導(dǎo)電柵條與屏蔽體之間的夾角a等于兩柵條相鄰?qiáng)A角β。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點是1、測量精度能提高1倍以上，達(dá)到中等偏上水平。2、體積縮小1/3。3、發(fā)射柵條按組分列可采用小節(jié)距，在固定直徑的圓內(nèi)增加?xùn)艞l數(shù)量，布線連接容易。4、可降低加工設(shè)備的精度要求、降低生成本、提高勞動生產(chǎn)率。5、通用于各類測量角位移的數(shù)顯量具、量儀，也可用于其它需要測量或控制相對角位移的裝置和產(chǎn)品。


圖1是該容柵角位移傳感器的分解圖。
圖2是圖1中發(fā)射極板1的局部放大圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
在圖1、圖2中，2是透射板，也稱為主柵，它是圓形的，用導(dǎo)電薄片制作出規(guī)則的、均勻分布的扇形通孔，或者用介電常數(shù)合適的絕緣體薄片如玻璃、塑料等作載體，涂鍍一薄層導(dǎo)電膜，制作出規(guī)則的、均勻分布的扇形圖形亦可。1是發(fā)射極板，3是接收極板，合稱為副柵，都是圓形的，因為發(fā)射極板與接收極板是分開的，所以又稱為分體式副柵，它們分別置于主柵的兩面，發(fā)射極板1與接收極板3應(yīng)保持最佳的恒定距離。發(fā)射極板一般為單獨制作；接收極板可單獨制作，也可以直接制作在印制電路板上。單獨制作的方法是，在薄片的絕緣體基板上涂鍍一薄層導(dǎo)電膜并按設(shè)計要求制作出與發(fā)射極板面積相應(yīng)的導(dǎo)電體接收面，并有引出線與驅(qū)動信號的公共端連接。由圖可見，發(fā)射極板上的發(fā)射極4是柵條狀的，并且按組分列，8條為一組，每條通過一個導(dǎo)電孔與一路驅(qū)動信號連接，組間設(shè)隔離屏蔽極5接地，各組之間的夾角等于透射板2上扇形通孔的相鄰?qiáng)A角或該角的整數(shù)倍，屏蔽極5與柵條之間的夾角a等于單個發(fā)射極柵條的相鄰?qiáng)A角β。各組的發(fā)射極柵條4向耦合區(qū)域外延伸，有規(guī)律地擴(kuò)散并與相應(yīng)的導(dǎo)電孔6相連接(見圖2)。
權(quán)利要求1.一種容柵角位移傳感器，它包括主柵和副柵，其特征在于主、副柵都是圓盤形的；主柵由透射板構(gòu)成，它是一導(dǎo)電薄片，其上以圓心點為中心開有一條條規(guī)則的、均勻分布的輻射狀扇形通孔；副柵由發(fā)射極板和接收極板構(gòu)成，它們分別置于主柵的兩面，發(fā)射面與接收面相對安裝；發(fā)射極板是在絕緣體基板上涂布以圓心點為中心的、按組分布的一條條輻射狀導(dǎo)電柵條，組與組之間有導(dǎo)電體圍繞屏蔽，每一柵條均向耦合區(qū)域外延伸，有規(guī)律擴(kuò)展并與相應(yīng)的導(dǎo)電孔連接；接收極板也是在絕緣體基板上涂布有與發(fā)射極板面積相應(yīng)的平板形導(dǎo)電體接收面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容柵角位移傳感器，其特征在于主柵的透射板也可以是用介電常數(shù)合適的絕緣板作載體，在面上涂布導(dǎo)電體成型的薄片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容柵角位移傳感器，其特征在于副柵的發(fā)射極板與接收極板應(yīng)保持最佳的恒定距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容柵角位移傳感器，其特征在于副柵的發(fā)射極板上的組間夾角等于主柵透射板上的扇形通孔的相鄰?qiáng)A角，或者該夾角的整數(shù)倍。導(dǎo)電柵條與屏蔽體之間的夾角a等于兩柵條相鄰?qiáng)A角β。
專利摘要本實用新型提供了一種容柵角位移傳感器,主要由以透射板作主柵、以分別置于主柵兩面的、保持最佳恒定距離的發(fā)射極板和接收極板作分體式副柵構(gòu)成。其特征是:透射板上開有輻射狀扇形通孔,發(fā)射極板上按組分列輻射狀柵條,并向耦合區(qū)外延伸擴(kuò)散與相應(yīng)導(dǎo)電孔連接,組間有屏蔽體圍繞,組間夾角等于扇形通孔相鄰?qiáng)A角或該角的整數(shù)倍,屏蔽體與柵條間的夾角等于兩柵條相鄰?qiáng)A角。這種傳感器可通用于中等偏上精度的各類測量角位移的數(shù)顯量具、量儀。
文檔編號G01B7/30GK2402995SQ99258828
公開日2000年10月25日 申請日期1999年12月30日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月30日
發(fā)明者周鐵 申請人:桂林市精達(dá)數(shù)字產(chǎn)品有限責(zé)任公司