俯視圖,該實施例包括兩個極片錯開Wss的固定部件STATOR和兩個——對正的運動部件MOVER,圖中還示出它們構(gòu)成的幾何結(jié)構(gòu)。
[0036]圖7是圖6實施例的數(shù)字輸出曲線的舉例,其中示出了死區(qū)是如何被本實施例所補償?shù)摹?br>[0037]圖8是實現(xiàn)圖7曲線的另一個實施例的俯視圖,包括兩個--對正的固定部件
STATOR和兩個接地極片錯開Wss的運動部件MOVER,還示出它們構(gòu)成的幾何結(jié)構(gòu)。
[0038]圖9是實現(xiàn)圖7曲線的圖6實施例的側(cè)視圖,還示出它們構(gòu)成的幾何結(jié)構(gòu)。
[0039]圖10是實現(xiàn)圖7曲線的圖8實施例的側(cè)視圖,還示出它們構(gòu)成的幾何結(jié)構(gòu)。
[0040]圖11a、圖1lb是運動部件MOVER的兩個制造實施例。
[0041]圖12a至圖12c是具有粗測功能的組合電容測量傳感系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖13a是本發(fā)明的用于組合電容絕對測量線性傳感系統(tǒng)的完整裝配的一個實施例。
[0043]圖13b、圖13c是圖13a中固定部件STATOR和運動部件MOVER的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖14a是用于組合電容絕對測量線性傳感系統(tǒng)的完整裝配的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖14b是圖14a中固定部件STATOR、運動部件MOVER的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖15a是用于組合電容絕對測量角度傳感系統(tǒng)的完整裝配的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]圖15b是圖15a中固定部件STATOR、運動部件MOVER的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖16a是全方位360度量程的完整的角度位移傳感器。
[0049]圖16b示出固定部件STATOR和運動部件MOVER的部分分解圖。
【具體實施方式】
[0050]為了使本發(fā)明解決的技術(shù)問題、采用的技術(shù)方案、取得的技術(shù)效果易于理解,下面結(jié)合具體的附圖,對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步說明。
[0051]參考圖la,本發(fā)明提供的電容式傳感器100包括至少一個固定部件STAT0R,這里示出兩個,固定部件STAT0R-1 104和固定部件STAT0R-2 105。固定部件STAT0R-1 104包括第一電容極片組11,其具有m個等間距分布的導電極片,記為11-1、11-2…ll_n…ll_m ;還包括第二電容極片組12,其具有m個等間距分布的導電極片,記為12-1、12-2...12-η...12-m。固定部件STAT0R-2 105包括第一電容極片組13,其具有m個等間距分布的導電極片,記為13-1、13-2-13-^13_111;還包括第二電容極片組14,其具有m個等間距分布的導電極片,記為14-1、14-2...14-ιτ..14-πι。所述各極片形狀相同。電容式傳感器100還包括與固定部件STATOR數(shù)量相等的運動部件M0VER106,這里也示出2個,運動部件M0VER-1和運動部件M0VER-2。運動部件M0VER-1包括第一接地極片組15,其具有η個等間距分布的接地極片,分別記為15-1、15-2……15-n,n ^ m ;運動部件M0VER-2包括第二接地極片組16,其具有η個等間距分布的導電極片,分別記為16-1、16-2……16_η,η彡m。各接地極片形狀相同。其中,固定部件STAT0R-1和固定部件STAT0R-2中的第一電容極片組、第二電容極片組中的m可以相等,為正整數(shù)。第一接地極片組15、第二接地極片組16中的η可以相等,亦為正整數(shù)。η的數(shù)值小于或等于m的數(shù)值。
[0052]固定部件STAT0R-1 104中的第一電容極片組11和第二電容極片組12位于電絕緣基底17的同一側(cè),電絕緣基底17的另一側(cè)可選擇性地設有電屏蔽層18。第一電容極片組11、第二電容極片組12、電絕緣基底17、電屏蔽層18構(gòu)成了一個組合單元,作為傳感器中的固定部件STAT0R-1 104。
[0053]固定部件STAT0R-2 105中的第一電容極片組13和第二電容極片組14位于電絕緣基底19的同一側(cè),電絕緣基底19的另一側(cè)可選擇性地設有電屏蔽層20。第一電容極片組13、第二電容極片組14、電絕緣基底19、電屏蔽層20構(gòu)成了另一個組合單元,作為傳感器中的固定部件STAT0R-2 105。
[0054]第一接地極片組15和第二接地極片組16分別位于電絕緣基底21的兩側(cè),第一接地極片組15、第二接地極片組16、電絕緣基底21構(gòu)成了一個組合單元,作為傳感器中的運動部件 M0VER106 (包括 M0VER-1 和 M0VER-2)。
[0055]請注意,本發(fā)明這里的實施例示出了電容式傳感器的兩個組合單元的情況,對于一個組合單元或多個組合單元的情況,本發(fā)明也是可以實施的。
[0056]作為一個實施例,電屏蔽層18、20是可選部件,不是必備部件。
[0057]固定部件STATOR-1 104和固定部件STATOR-2 105基本平行布置,運動部件M0VER106能夠相對于固定部件STAT0R-1 104、固定部件STAT0R-2 105以基本平行的方式運動。
[0058]仍參考圖la,固定部件STAT0R-1 104中,第一電容極片組11中的第一塊極片
11-1與第一接地極片組15中的第一塊極片15-1之間的距離記為間隙dl-ι;第二電容極片組12中的第一塊極片12-1與第一接地極片組15中的第一塊極片15-1之間的距離記為間隙d2-l。在固定部件STAT0R-2 105中,第一電容極片組13中的第一塊極片13_1與第二接地極片組16中的第一塊極片16-1之間的距離記為間隙d3-l ;第二電容極片組14中的第一塊極片14-1與第二接地極片組16中的第一塊極片16-1之間的距離記為間隙d4-l。間隙dl-Ι、間隙d2-l、間隙d3-l、間隙d4-l可以基本是相等的,例如在圖1的實施例中,在允許的制造、裝配公差范圍內(nèi)不會顯著降低測量精度。
[0059]圖1b是圖1a的俯視圖。參考圖lb,各個電容極片組中極片的寬度和長度分別記為Wc和Lc,第一電容極片組11中的極片與第二電容極片組12中的極片交錯布置,且相鄰的兩個極片之間的距離記為Wes。各個接地極片組中極片的寬度和長度分別記為Wg和Lg。第一接地極片組15中兩個相鄰極片之間的距離記為Wgs。在一些具體的實施方式中,Lg的值可以大于或小于Lc的值,但是不能等于Lc的值,以保證電容器在長度方向的重疊基本不變。
[0060]繼續(xù)參考圖la、圖lb,極片11-1與接地極片15_1之間重疊的寬度記為Xl_l,其重疊面積Al-1基本上等于寬度Xl-1與極片長度Lc之間的乘積(以Lg大于Lc為例)?;谕瑯拥牡览?,極片12-1與接地極片15-1之間重疊的寬度記為X2-1 ;其重疊面積A2-1基本上等于寬度X2-1與極片長度Lc之間的乘積;極片13-1與接地極片16-1之間重疊的寬度記為X3-1 ;其重疊面積A3-1基本上等于寬度X3-1與極片長度Lc之間的乘積;極片14_1與接地極片16-1之間重疊面的寬度記為X4-1 ;其重疊面積A4-1基本上等于寬度X4-1與極片長度Lc之間的乘積。這些重疊面積的變化與運動部件M0VER106的位移X成線性關(guān)系。例如在第一電容極片組的第一塊極片11-1中,Al-1的計算公式如下:
[0061]Al-1=Xl-1^Lc= (Wc_X) *Lc 式I;
[0062]在第二電容極片組12的第一塊極片12-1中,A2-1的計算公式如下:
[0063]A2-l=X2_l*Lc= (Wg+X-Wc-Wcs) *Lc 式 2;
[0064]由此,就可以通過位移的變化來表示覆蓋面積的變化,而覆蓋面積的變化與所引起的電容量變化成正比。基于上述原理,由電容極片組中的極片K-1和接地極片組中的極片G-j即可組成一個可變的電容器CK-j。例如,第一電容極片組11中的極片11-1和第一接地極片組15中的極片15-1組成一個具有電容與(Al-1/dl-l)的值成比例關(guān)系的電容器Cl 1-1。進一步地,第一電容極片組11中的極片11-2和第一接地極片組15中的極片15-2組成一個電容器C11-2;基于同樣的道理,極片12-1、極片15-1組成C12-1 ;極片13_1、極片16-1組成C13-1 ;極片14-1、極片16-1組成C14-1 ;極片ll_n、極片15_n組成Cll_n ;極片
12-n、極片15-n組成C12_n;極片13_n、極片16_n組成C13_n ;極片14_n、極片16_n組成C14-n等;電容器C11-2的電容量與(Al-2/dl_2)的數(shù)值成比例關(guān)系;電容器C12-1的電容量與(A2-l/d2-l)的數(shù)值成比例關(guān)系;電容器C13-1的電容量與(A3-l/d3-l)的數(shù)值成比例關(guān)系;電容器C14-1的電容量與(A4-l/d4-l)的數(shù)值成比例關(guān)系,等等。
[0065]在上述列舉的四個電容極片組中,共有(m-n)個極片不