文档介绍：電子身高尺传感器结构及工作原理
1、结构
容栅式直线同步传感器由容栅付及相应的信号处理电路组成。组成容栅付的固定容栅和可动容栅是该传感器的关键部件。
(1)固定容栅(简称定栅)在测量过程中位置固定不变,它是测量的基准部件。它是由有规律排列的金属片组成。如图 1 所示。其节距 T = 5 .08 mm ,公共板极和独立的定栅片宽度各为总宽度的一半, 即 mm 。
(2)可动容栅( 简称动栅) 以定栅一样也为铜片组成。如图 2 所示。节距为 t = T/ 8 = 0 .635 mm ,每一动栅由 48 片独立栅片构成,对应定栅的一个节距有 8 个动栅片(A,B,C,D,E,F,G,H), 一般称为发射极。每 8 个栅片为一组,一般每块动栅由 6 组栅片并联。一方面提高测量精度,另一方面又降低了对传感器制造精度要求。
图1 固定容栅结构
图2 动栅结构图
(3) 信号处理电路。信号处理电路工作在鉴相器模式下,整个电路包括晶体振荡电路、信号放大电路、采样调制、相位比较、分频驱动、数据处理等若干部分组成,如图 3所示。
图3 信号处理电路
2、工作原理
由晶振产生的时钟信号经多级分频处理后,产生依次相差 45 °的8路调制方波信号,它分别激励动栅 A,B,C, ……,H 8 个栅片。当动栅与定栅保持适当的间隙并平行放置在一起时,每个动栅片与其相对应的定栅片形成一个电容器,当交流的方波信号激励动栅片时,对应的定栅片通过电容器接收信号,因为任何一个瞬间每组动栅片都有 4 个动栅片与定栅片相对应,所以定栅片除接收动栅片上的信号外,还有一个收集合成作用。同时由动栅结构决定每一个时刻都有 5 个定栅片起这样的作用,与此同时定栅片又与接收极形成电容,定栅片上合成的电信号通过电容耦合到接收极 J 上,形成信号处理电路的输入信号。