一、容栅测量系统的基本原理与特点:
容栅测量系统是一种无差调节的闭环控制系统,它的基本测量部分是一个差动电容器,它的作用是利用电容的电荷耦合方式将机械位移量转变成为电信号的相应变化量,将该电信号送入电子电路后,再经过一系列变换和运算后显示出机械位移量的大小。
由于容栅测量系统的原理及其结构设计的先进性,使其具有许多突出优点:
1. 由于传感器采用等节距的栅型结构,使测量的精度不直接与长度有关,故非常适宜于大位移测量。
2. 测量速度快。分辨率为0.001mm时,测量速度可达0.35m/s;分辨率为0.01mm时,测量速度可达 1.5m/s。分辨率为0.001mm的光栅和感应同步器数显测量装置,测量速度一般应在0.2m/s左右。其它可测大位移的传感器在测量速度上也很少能达到容栅类传感器的水平。
3. 传感器的结构简单,易于与集成电路制成一体,易进行机械设计。传感器机械部分主要由两组极板组成,结构小巧,使得测量系统的结构简单,成本低廉。这一优点也是其它类型的位移测量系统所不能比拟的。
4. 对使用环境要求不高。能抗电、磁场的干扰;采用适当的防护措施后,能防油污、防尘,对空气湿度不敏感,适合于在车间生产现场使用。这也是容栅测量系统的一个很突出的优势。
5. 能耗少。这是由于传感器本身的介质损耗和静电引力都很小的缘故。电路采用大规模的CMOS集成电路,使电路能在底工耗下工作。一颗扣式氧化银电磁就可使其连续工作一年时间。这一优点使得在通用精密量具上实现数显,并使之成为具有很大发展前途的产品。
6. 功能多,运用方便。容栅测量系统的电子线路经过几度改进,使其系统逐渐完善,现在的电路具有任意点置零,公英制转换、值保持、最大值最小值寻找,数值予值,测量速度过快及电磁电压过低报警等功能,使测量系统的运用方便,确保测量数据的正确性。
7. 串行码数据输出,可供计算机进行相应要求的处理以及打印机进行数据记录。这对产品质量控制提供了便利条件。