容栅传感器是一种基于变面积工作原理,可测量大位移的电容式数字传感器。它与其它数字式位移传感器,如光栅、感应同步器等相比,具有体积小、结构简单、分辨率和准确度高、测量速度快、功耗小、成本低、对使用环境要求不高等突出的特点,因此在电子测量技术中占有十分重要的地位。随着测量技术向精密化、高速化、自动化、集成化、智能化、经济化、非接触化和多功能化方向的发展,容栅传感器的应用越来越广泛。
在整个测量系统中,容栅传感器的主要作用是把机械位移量转变成电信号的相位变化量,然后送给测量电路进行数据处理。容栅传感器通过精密电压比较器TLC354进行控制,由继电器供电,由CPU89C52提供所需的激励信号,同时接收其感应信号,并通过鉴相型电路测量出激励信号与感应信号的相位差,经过一系列的变化,即可得出活塞移动的长度距离。
1、量程大、分辨率高。在线位移测量时,分辨率为2mm时,量程可达到20m,在角位移测量时,分辨率为0.1°时,量程为4096圈。其测量速度也比较高,测量线速度可达到1.5m/s。
2、容栅测量属非接触式测量,因此容栅传感器具有非接触传感器的优点,诸如测量时摩擦阻力可以减到最小,不会因为测量部件的表面磨损而导致测量精度下降。
3、结构简单。容栅传感器的敏感元件主要由动栅和静栅组成,信号线可以全部从静栅上引出,作为运动部件的动栅可以没有引线,为传感器的设计带来很大的方便。
4、配用专用集成电路的容栅传感器是一种数字传感器,和计算机的接口方便,便于长距离传送信号,几乎无数据传输误差。数据更新速率可以达到每秒50次。
5、功耗极小。正常工作电流小于10毫安,传感器敏感元件可以长期工作,一粒钮扣电池可以连续工作1年以上。利用这个特点,可以设计出准绝对式的位移传感器。
6、在价格上有很大优势,其性能价格比远高于同类传感器。