容柵數(shù)字顯示卡尺工作原理-資料下載頁
2025-08-03 11:49本頁面
【正文】 射極板完全覆蓋時(shí)兩者之間的電容為C0，每一塊小發(fā)射極板的寬度為w，當(dāng)0≤x≤w 時(shí)，C 8(x)=C 0(x)／w，C 1(x)=C 2(x)=C 3(x)=C 0，C 4(x)=C 0(1x／w)，c5(x)=c6(x)=c7(x)=0。由此可以得出整個(gè)量程中兩極板之間的電容量隨位移x的變化規(guī)律。在x為任何值時(shí)，動?xùn)派系?8塊極板中總有一部分與“地”(屏蔽板)形成電容，相應(yīng)的輸入信號源直接接入“地”，對傳感器的輸出信號不產(chǎn)生影響，可是為了導(dǎo)出φ(x)(φ(x)為傳感器的輸出信號相對于某一驅(qū)動信號的相位移)隨位移量x連續(xù)變化的統(tǒng)一公式，在推導(dǎo)中不考慮這些極板對“地” 形成電容，而仍把它們看作對定柵板形成電容，只不過此時(shí)它們的電容量為零而已。由于這些電容量為零，則其阻抗為無窮大。相應(yīng)的信號源全部落在這些電容上，同樣，對傳感器的輸出信號無影響。如果給容柵傳感器每組發(fā)射極板上所加的發(fā)射電壓V1~V8為8路頻率、幅值相同而相鄰小極板間相位相差為π／4的正弦交變電壓，則在發(fā)射極上有電壓Vf，在接收極上有電壓Vr。應(yīng)用交流電路理論及基爾霍夫電流定律，解讀圖l的等效電路，如下：如果用Vo表示各發(fā)射極電壓的幅值，并取8路信號中的第1路信號的相位為參考值，則有： 其中φ0為V1的相角。 將上述各量及Ci(x)(i=1，2，…，8)代入以上兩式，即得 可見，容柵傳感器的輸出電壓是一頻率與發(fā)射電壓相同的正弦電壓，其幅值在很小范圍內(nèi)變化，可近似看作一常數(shù)，而相位比V1超前了π／4+φ(x)。相位移 φ(x)可采用鑒相型測量電路測出，即可得到相對位移x，可見容柵傳感器是一種相位跟蹤型的位移傳感器，這種傳感器對輸入信號的幅值變化不敏感，故具有較好的抗干擾能力。 在整個(gè)測量系統(tǒng)中，容柵傳感器的主要作用是把機(jī)械位移量轉(zhuǎn)變成電信號的相位變化量，然后送給測量電路進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。容柵傳感器通過精密電壓比較器 TLC354進(jìn)行控制，由繼電器供電，由CPU89C52提供所需的激勵(lì)信號，同時(shí)接收其感應(yīng)信號，并通過鑒相型電路測量出激勵(lì)信號與感應(yīng)信號的相位差，經(jīng)過一系列的變化，即可得出活塞移動的長度距離
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