容栅电子长度测量系统
检验工具汇总
第一章游标卡尺一、卡尺的种类：主要有游标卡尺、带表卡尺和电子数显卡尺三种。
1、游标卡尺：利用游标原理细分读数的尺形手携式通用长度测量工具，主要用于测量内径,外径,阶梯和深度等。
测量时，量值的整数部分从主尺上读出，小数部分从游标尺上读出。
游标原理是利用主尺上的刻线间距（简称线距）和游标尺上的线距之差来读出小数部分。
有0.02mm、0.05mm和0.1mm三种最小读数值。
a）主尺：1）每大格10毫米,每小格1毫米2）当两脚都合龙时,主尺上1毫米设49格正好等于副尺设50格b）副尺的每格：49÷50 = 0.98※主尺与副尺每格相差：1－0.98 = 0.022、带表卡尺：以精密齿条、齿轮的齿距作为已知长度，以带有相应分度的指示表作为放大、细分和指示部分的大形手携式长度测量工具。
带表卡尺能解决游标卡尺的读数误差问题。
常见的最小读数值有0.01mm和0.02mm两种。
3、电子数显卡尺：采用容栅、磁栅等测量系统，以数字显示测量示值的长度测量工具。
常用的分辨率为0.01mm，允许误差为±0.03mm/150mm。
也有分辨率为0.005mm的高精度数显卡尺，允许误差为±0.015mm/150mm。
还有分辨率为0.001mm的多用途数显千分卡尺，允许误差为±0.005mm/50mm。
由于读数直观、清晰，测量效率较高。
4、另外，还有各种非标专用的卡尺，如测量沟槽深度的带钩深度卡尺、测量齿轮厚度的齿厚卡尺、测量物体高度的高度卡尺和测量焊接质量的焊缝卡尺（焊缝规）等。
二、卡尺的结构：1、游标卡尺2、带表卡尺3、数显卡尺三、使用方法：测量时，右手拿住尺身，大拇指移动游标，左手拿待测外径（或内径）的物体，使待测物位于外测量爪之间，当与量爪紧紧相贴时，即可读数。
四、读数方法：游标卡尺的读数可分为三步：1、第一步：根据副尺零线以左的主尺上的最近刻度读出整数，即读出副尺（游标尺）上0线在主尺上多少毫米后面；2、第二步：根据副尺零线以右与主尺某一刻线对准刻线数乘以0.02读出小数；即读出副尺（游标尺）上哪一条线与主尺上某一条线对齐，第一条0线不算，第二条开始每格0.02毫米3、第三步：将上面的整数（主尺上尺寸）和小数（副尺上尺寸）两部份相加，即得总尺寸。
002电子数显游标卡尺作业指导书
电子数显游标卡尺作业指导书一、结构原理、规格、用途1.结构原理电子数显游标卡尺是用容栅(或光栅等)测量系统和数字显示器进行读数的通用长度测量工具。
电子数显游标卡尺有容栅式、光栅式、齿条码盘式三种，常用为容栅式。
容栅式电子游标卡尺的电子部件采用集成电路和液晶显示，它们共同装在一块双面印制电路板上。
这块印制电路板又兼作传感器的动栅尺，而定栅尺安装在尺身上。
动栅尺极板与定棚尺极板之间保持一定的间隙，当加上电信号时，定栅尺极板就得到一个感应信号，该信号又被动栅尺感应接收。
当移动尺框(定栅尺移动)时，动栅尺就接收到一个与尺框位移成正比的相位变化信号，电路对该信号进行处理，最后驱动液晶显示出数字，就可以读取位移变化的具体数值。
电子数显游标卡尺由机械量爪、刻度尺身、电子显示器等部分组成，如下如2.常用规格电子数显游标卡尺规格0-150mm; 0-300mm; 0-500mm。
分度值为0.01mm。
3.主要用途电子数显游标卡尺适用于测量各种工件的外尺寸、内尺寸、盲孔、阶梯形孔、凹槽等相关尺寸及相关深度的尺寸。
二、使用方法1.检查外观电子数显游标卡尺的表面上不应有锈蚀、碰伤或其他缺陷。
电子显示器表面不得倾斜，应清洁、透明、无破损和划痕。
电子数显游标卡尺上应标有制造厂名(或厂标)、出厂编号和各功能按钮的标志。
2.检查备部分的相互作用按开关按钮，电子部件应能接通电源处于工作状态。
检查显示器，在测量范围内数字显示应清晰、完整，无黑斑和闪跳现象。
各按钮功能可靠，工作稳定。
3.校“零”位推动尺框，使两量爪测量面合拢撞触，此时显示器显示“0.00”，说明“零”位正确，（如下图）4.测量方法移动两位量爪之间的距离约大于被测零件，轻径移动、台拢两个外测量爪，与被测零件表面轻轻接触，量爪测量面与被测量面接触贴合后，即可读数。
如果要把测量结果记录下来，则从数据输出端口(如下图)引出数字打印装置即可。
三、使用保养注意事项1.环境温度和湿度要符合要求(温度0-40℃为宜，湿度为10%-80%) ，严禁强光长时间照射电子显示器，防止液晶老化。
三坐标测量员应该了解的三坐标测针常识总结
三坐标测量员应该了解的三坐标测针常识总结三坐标测量员应该了解的三坐标测针常识总结三坐标测量员应该了解的三坐标测针常识总结一：什么是三坐标测针测针是三坐标策略系统的组成部分，它与被测工件接触，使测头机构产生位移。
所产生的信号经处理得出策略结果。
被测工件的外形特征将决定要采用的测针类型和大小。
在所有情况下，测针的最大刚性和测球的球度都至关重要。
为了达到这一要求，Renishaw的测针杆按照严格的标准在数控机床上生产。
我们格外注意保证测针刚性最高，同时测针质量经过最优化处理以适用于Renishaw的各种测头。
Renishaw原产测球是按最高标准制造，保证与测针杆的链接能达到最佳的完整性。
如果您使用的测球球度差、位置不正、螺纹公差大、或因设计不当使测量时产生过量的扰度变形，则很容易降低测量效果。
为了确保您采集的数据的正确性，请务必从Renishaw原产的全系列测针中指定和选用测针。
二、三坐标测针的专业术语：总长度：雷尼绍对测针总长度的标准定义，是从测针的后安装端面到测球中心的长度。
有效工作长度：有效工作长度是在零件发现方向测量时从测球中心道测针杆与被测目标干涉点之间的距离。
三、如何正确选择测针1、尽量选用短测针测针弯曲或变形量越大，精度月底，使用近可能短的测针2、尽量减少接头每增加一个饿着呢的测杆的链接，便增加了一个潜在的弯曲和变性点。
所以使用中应尽量减少三坐标测针的组件数。
3、选用的测球直径要尽量大一是这样能增大测球、测针杆的距离，从而减少由于碰撞测针杆所引起的误触发。
其次测球直径越大，被测工件表面光洁度的影响越小。
查看更多三坐标技术知识请到:扩展阅读：三坐标测量技术小结三坐标三坐标测量机，它是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三坐标量床。
三坐标测量机的工作原理:任何形状都是由空间点组成的,所有的几何量测量都可以归结为空间点的测量,因此精确进行空间点坐标的采集,是评定任何几何形状的基础。
容栅传感器说明书
一、概述1、用途：JCQ-203型十六点位移测试仪是专为需要多点位移测试的有关检测部门研制的一种智能化仪器。
它配合容栅式位移传感器可进行多点位移测试及单点位移显示（可换点），并可随时打印十六点位移数据。
也可以通过仪器上的RS-232串行口将数据传到PC机由PC机全屏显示全部十六点位移数据。
2、特点：本仪器具有十六个独立的位移测试通道，可直接显示各测试通道的位移值。
仪器与传感器间用电缆连接，测试人员可远距离操作，既提高了工作效率，又大大提高了测试精度。
本仪器位移测试通道使用本所研制的容栅式位移传感器，具有高精度、大量程、无时漂、温漂等优点，完全满足了野外昼夜连续观测对时漂、温漂的严格要求。
仪器具有标准打印机接口，可随时打印原始数据不需人工记录。
因为本仪器使用环境恶劣，电源电压波动大，昼夜、季节温差大。
为了保证仪器的高精度、高稳定和可靠性，采取了一系列技术措施予以保证。
仪器面板采用封闭式轻触面板，操作简便，性能可靠，结构牢固，体积小巧，便于安装、携带。
机内采用进口工业级超低漂移集成电路芯片及计算机处理技术，具有良好的抗干扰性能及适应恶劣环境的能力。
二、主要技术指标1、测试通道：位移16个2、量程：位移0—50mm3、精度：位移≤0.1 %（含传感器）4、显示：8位液晶显示屏5、功能键：2个6、输出接口：标准打印机接口1个7、串行口：标准RS-232接口1个8、电源：AC 220V（-20% —+10%）9、功率：交流≤10V A10、环境温度：0℃—+40℃允许长时间连续工作11、体积：335×325×115mm12、重量：约4.2 kg三、仪器功能键仪器具有3个功能键。
1、位移上下换点键按上面的换点键时显示下一个位移通道号及位移值，按下面的换点键时显示上一个位移通道号及位移值，显示通道范围在1-16之间，位移单位为mm。
2、打印键该键用于数据的随时打印。
每按一次此键，打印机打印1-16点各点位移值。
容栅技术在机械运动轨迹测试中的应用
ｖ ｒ ｉｒｃ ｌ ｅ ｓ ｔｉ ｌｏ ｃ ｎ ｂ ｅ Ｏ ｍｏ ｅｅ ｔ ｎ ｉｅｄ ｔ ｃｉｎ ｆｅｄ ，ａ ｄ ａ ｅ ｕｔ ，ｉ ｗｉ ａｇ ｌ ｗｅ ｅ ｔｃ ｓ ｅ ｎｅ ａｉ ｒ ，ｉ ｓａｓ ａ ｅｕｓｄ ｔ ｒ ｘ ｅ ｓｖ ｅｅ ｔｏ ｉｌｓ ｎ ｓａ ｒ ｓ ｌｓ ｔ ｌ ｌｒ ｅｙ ｌ ｒｔｓ ｏ ｔ ｐ ｌ ｏ ａ ｄ ｅ ｈ ｎ ｅ ｔｓ ｒ ｃｓｏ ．Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒｉｔｏ ｕ ｅ ｎ ａ ｐ ｏ ｃ ｏ ｍｅ ｓ ｒ ｈ ｃ ｎｃ ｌ ｖ ｍｅ ｔｔａ ｋ ｂ ａ ａ ｉｉｅ ｎ ｎ ａ ｃ ｅ ｔｐ ｅ ｉｉｎ ｉ ａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ａ ｐ ｒ ａ ｈ ｔ ａ ｕ ｅｔ ｅ ｍｅｈａ ｉａ ｍｏ ｅ ｎ ｒ ｃ ｙ ｃ ｐ ｃｔ ｖ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｃ ｐ ｃｔ ｅｇ ａ ｉｇ；ｓｇｎ ｌｃ ｎ ｉ ｏ ｉｇ；ｔａ ｋ ｔｓｉｇ；ｓ ｒａ ｎ ｅ ｆ ｃ ｙ ｒｓ ａ ａ ｉｉ ｒ ｔｎ ｖ ｉ ａ ｏ ｄｔ ｎ ｎ ｉ ｒ ｃ ｅ ｔｎ ｅ ｉｌｉｔ ｒａ ｅ
０ 引
言 的。 容栅位移传感器分为定栅和动栅 ， 其结构是做成栅条均匀 分布的栅状电容极板， 文献 Ｅ ３ １ 详述 了其位移测 量原理 。
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈｅｃ ｐ ｃｔ ｅｇ ａｉｇ ｓｎｓ ｒｉ ｉｈ ｐ ｅ ｉｉｎ ｉ ｅ ｇ ｈ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ Ｅｘ ｅ ｔｎ Ｏ ｂ ｓ ｄ ｔ ｉｉａ ｉｐ ａ ａ ａ ｉｉ ｒ ｔｎ ｅ ｏ ｓｈｇ ｒ ｃｓｏ ｎ ｌｎ ｔ ａ ｕ ｅ ｎ ． ｖ ｃ ｐ ｉｇ ｔ ｅ ｕ ｅ Ｏ ｄｇｔ ｌｄｓ ｌｙ
Ｇｕ ｎ Ｌａ ｇＫｕ Ｃ ｅ ｈ ｎ ｓ ｎ ｏＱｉｇ ｉ ｎ ｎ ｈ ｎＳ ａ ｇｏ ｇ
（ ｅｔｏ ｉ ｎ ｉｅ ｒｎ ｏｌ ｅｏ ｉｎ ｕ ｖ ｒ ｉ ｆ ｌｃｒｎｃｔｃ ｎ ｌｇ Ｇｕｌ ４ ０ ４ Ｅｌｃｒ ｎｃｅ ｇｎ ｅ ｉｇ ｃ ｌ ｇ ｆＧｕｌ ｎ ｅｓｔ ｏ ｅ ｔｏ ｅｈ ｏｏ ｙ， ｉｎ ５ １ ０ ） ｅ ｉ ｉ ｙ ｅ ｉ ｉ
电子身高尺容栅原理
பைடு நூலகம் •
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。
• (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。
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 2.54 mm 。
容栅传感器的测量原理及其结构
一、前言以旋转容栅编码器为例，简述容栅传感器的测量原理及其结构，分析容栅自身以及容栅芯片的特点，通过机械机构设计和容栅编码器后续电路设计，提高其工作可靠性，并应用于实际工程中。
电容传感器具有测量分辨力和测量准确度高等特点，在很多场合被作为高精测量仪器使用，但因其自身缺陷，只能使用在微小位移的测量中，无法满足大位移测量的要求。
80年代容栅传感器的出现，彻底的改变了这种情况。
借鉴了光栅的结构形式，工程师把电容做成栅型，大大提高了测量的精度和范围，实现了大位移高精度测量。
容栅传感器相对于其他类型的传感器有许多突出的优点[2]：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10mA，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。
容栅传感器有最主要的问题是稳定性和可靠性，环境潮湿和外界电磁干扰的影响尤为显著，其次作为准绝对式传感器在长期断电工作时，需要定期更换电池，所以难于作为传感器用于长期自动测量。
容栅编码器是以脉冲数字量来表示容栅传感器敏感元件间相对位置信息，本文研究的容栅旋转编码器将容栅全部的结构密封在金属壳内，大大提高了容栅传感器的电磁兼容性和抗环境污染能力，为容栅原理用于自动测量奠定了基础。
光栅测量知识
光栅测量知识现代光栅测量技术从20世纪50年代至70年代，栅式测量系统从感应同步器发展到光栅、磁栅、容栅和球栅，这5种测量系统都是将一个栅距周期内的绝对式测量和周期外的增量式测量结合起来，测量单位不是像激光一样的光波波长，而是通用的米制标尺。
它们有各自的优点，相互补充，在竞争中都得到了发展。
但光栅测量系统的综合技术性能优于其它4种，而且其制造费用又比感应同步器、磁栅、球栅低，因此光栅发展最快，技术性能最高，市场占有率最高，产业最大。
在栅式测量系统中，光栅的占有率已超过80%，光栅长度测量系统的分辨率已覆盖微米级、亚微米级和纳米级；测量速度从60m/min至480m/min。
测量长度从1m 、3m 至30m 和100m 。
光栅测量技术的发展计量光栅技术的基础莫尔条纹是由英国物理学家L Rayleigh 首先提出的。
到20世纪50年代才开始利用光栅的莫尔条纹进行精密测量。
1950年，德国Heidenhain 首创DIADUR 复制工艺，即在玻璃基板上蒸发镀铬的光刻复制工艺，可制造出高精度、价格低廉的光栅刻度尺，所以光栅计量仪器才被广大用户所接受，并进入商品市场。
1953年，英国Ferranti 公司提出了一个4相信号系统，可以在一个莫尔条纹周期实现4倍频细分，并能鉴别移动方向，这就是4倍频鉴相技术，是光栅测量系统的基础，并一直应用至今。
60年代初，德国Heidenhain 公司开始开发光栅尺和圆栅编码器，并制造出栅距为4μm的光栅尺和10000线/转的圆光栅测量系统，可实现1μm 和1角秒的测量分辨率。
1966年又制造出了栅距为20μm的封闭式直线光栅编码器。
在80年代又推出了AURODUR 工艺，是在钢基材料上制作高反射率的金属线纹反射光栅，并在光栅一个参考标记的基础上增加了距离编码。
1987年，又提出一种新的干涉原理，即采用衍射光栅实现纳米级的测量，并允许较宽松的安装。
1997年推出用于绝对编码器的EnDat 双向串行快速连续接口，使绝对编码器和增量编码器一样很方便地应用于测量系统。
容栅测量芯片
容栅测量芯片
容栅测量芯片（Capacitance-Feedback Measurement Integrated Circuit，简称CFMIC）是一种能够实现高精度测量微小电容值的集成电路。
CFMIC通常由一个输入电容、一个反馈电容、一个反馈电阻和一个运算放大器组成。
它的工作原理是通过将待测电容与反馈电容并联，将其组成一个电容分压器，然后通过运算放大器放大分压信号，最后将放大后的信号输出给外部电路。
CFMIC的优点是具有高精度、高灵敏度、低功耗和低成本等特点。
它被广泛应用于电容传感器、生物传感器、微机电系统（MEMS）等领域。
在电容传感器中，CFMIC可以测量被测物体与电极之间的电容，从而实现对被测物体的位置、形状和质量等参数的测量。
在生物传感器中，CFMIC可以测量生物分子与传感电极之间的电容，从而实现对生物分子的检测和分析。
在MEMS中，CFMIC可以测量微型机械结构与电极之间的电容，从而实现对微型机械结构的运动和变形等参数的测量。
总之，CFMIC是一种能够实现高精度测量微小电容值的集成电路，具有广泛的应用前景。
数显卡尺试行检定规程
数显卡尺试行检定规程(JJG526-88)
本规程适用于新制的﹑修理后和使用中的分辨率为0.01mm﹐测量范围至500mm的数显卡尺的检定。
一、概述
数显卡尺是用容栅(或光栅等)测量系统和数字测量显示器进行读数的一种长度计量器具。
二、检定项目和检定条件
1.数显卡尺的检定项目和主要检定工具列表1.
2.检定卡尺的窒内温度为20°±5℃。
检定前﹐应将被检数显卡尺及量块等检
定工具同时置于金属平板或木桌上﹐平衡温度的时间不少于表2的规定。
3.检定卡尺的室内相对湿度不超过80%.
三、检定要求和检定方法
4.外观
4.1要求﹕数显卡尺的表面上不应有锈蚀﹑碰伤或其它缺陷。
数显窗不得倾
斜。
玻璃表面应清洁﹑透明﹑无破损和划伤。
表1。
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图3
1. 动尺接收极极 ;2. 定尺间接接收极极 ;3. 动尺发射极板
容栅传感器由发射极板 , 间接接收极板和接收 极板组成 。发射极板和接收极板组成了容栅的动 尺 ,间接接收极板组成了容栅的定尺 。显然定尺的 长度决定了位移传感器的量程 。从误差均化理论来 讲 ,动尺发射极上的组数越多 , 平均效应越好 , 准确 度越高 ,但测量范围越小 ,根据发射极板组的数字与 产生误差的双曲线关系 , 选用八组发射极板便能达 到容栅传感器的设计要求 。 为了保持差动电容传感器的连续测量 , 与一块 间接接收极板对应的有 4 小块发射极板 , 每组由 8 小块发射极板组成 ,8 组发射极板组成了容栅动尺 的发射极板 。所以整个容栅发射极板由 64 块依次 排列的发射极板组成 。 如图 3 所示 A0 ,A1 ,A2 ,A3 是激励发射极板的 逻辑脉冲 , 设 Ai 与 V 01 相同为 0 , 与 V02 相同为 1 。 当容栅动尺每移过一个动尺发射极板的距离 。动尺 激励脉冲 A0 ,A1 ,A2 ,A3 也按表 1 所示的逻辑组别 移动一组 ,以保证在全量程范围内的跟踪测量 。
图2
在不考虑电容边缘效应的情况下 , 电容表达式 可写为 :
C =ε S/ d
式中 :ε为电容极板之间的介质的介电常数 ; S 为极 板面积 , 长方形极板 S = a ×b ; d 为极板间距 。 由于介电常数 ε, 极板长度 a , 极板间距 d 都是 相等的 , 所以电容 C 与极板的宽 b ( L 的长度方向 ) 成正比 ,电容 C1 和 C2 的关系可写成 :
C1 / C2 = ( L L
2
- X) / (
2
+ X)
( 1)
其中 , x ≤ L / 2 。 当 V 01 的电压从 V 0 跳到 V 1 时 , 接收极板的感
图1
应电荷 :
Q 1 = C1 ( V 1 - V 0 )
容栅电子长度测量系统的基本原理如图 1 所 示 ,它包括一个差动电容传感器 ,在电容传感器的一 边至少有一块接收极板 , 在电容传感器的另一边至 少有两块发射极板 。电容传感器两边能作相对平 移 。控制系统有一个输出和一个输入 , 一个多用途 的参考直流电压源 。控制系统的开关把控制系统的 输出电压和其中的一个参考直流电压交替连接至一 个发射极板 ,控制系统同时也反馈由接收极板获得 的反馈信号 。这反馈信号作为电容两极板相对运动 的结果输入到控制系统 , 并使接收极板的信号总是 趋向于零 。这样就使控制系统的输出电压与电容传 器的相对位移成正比 。
板上的电压 。V 0 是控制系统的输出电压 。L 是传感 接收极板在运动方向的长度 。C1 和 C2 分别是发射 极板 1 和发射极板 2 对应接收极板的平行电容 。X 是接收极板离开中心位置的距离 。
2/ 2000 — 32 — 《上海计量测试》
计量与检测
从动尺发射极板中感应到的电势 , 再感应到动尺接 收极板上 。具体原理图如图 3 所示 。
计量与检测
容栅电子长度测量系统
上海市计量测试技术研究院 姜志华
一、 概述 线纹电子长度测量系统中通常包括光栅 , 同步 感应器 ,磁栅和容栅四种测量系统 。容栅电子长度 测量系统是七十年代末 , 八十年代初国际上开始发 展起来的一种新颖位移传感器 , 国内在八十年代陆 续引进了容栅器件进行组装 。容栅测量系统有几种 不同的类型 ,但其基本原理都应用了电容差动感应 的原理 。本文介绍的是一种高分辨率的容栅电子长 度测量系统 。 二、 工作原理
V0 = ( V 2 - V 1) / L X + ( V 2 + V 1 ) / 2 ( 5)
整个闭环控制的基本原理 : 控制系统的输出电 压 V 0 始终围绕某个平衡电压 V 0 , 当输出电压趋于
V 0 时 ,接收极板的电荷同时趋于零 , 这时控制系统
的输出电压 V 0 与位移 X 成正比 。V 0 经过 A/ D 转 换和数值转换后显示 X 的位移 。 图 1 所示的差动电容传感器是容栅传感器中的 一组原理图 。为了使容栅的动尺和定尺相对移动时 不影响接线 ,容栅的发射极板和接收极板都做在滑 尺上 ,把间接收极板做在定尺上 。间接接收极板把
Ai A0 0 1 1 1 1 0 0 0 A1 0 0 1 1 1 1 0 0 A2 0 0 0 1 1 1 1 0 A3 0 0 0 0 1 1 1 1
・ 知识窗・
“保质期” 与 “保存期” 的区别
2000 年 ,中国消费者协会确定的年主题是 “ : 明明白白 消费” 怎样才能 “明明白白” 呢 ? 例如 ,在现实生活中 ,不少消 费者对 “保质期” 与 “保存期” 之间的区别理解不够 。 产品的保质期是指产品在正常条件下的质量保证期限 。 产品的保质期由生产者提供 ,标注在限时使用的产品上 。在 保质期内 ,产品的生产企业对该产品质量符合有关标准或明 示担保的质量条件负责 ,销售者可以放心销售这些产品 , 消 费者可以安全使用 。保存日期是指产品的最长保存期限 ,超 过保存日期的产品失去了原产品的特征和特性 。丧失了产 品原有的使用价值 。保存日期的最后那天 ,也称为产品的失 效日期 ,根据 《产品质量法》 的规定 ,销售者不得销售失效 、 变 质的产品 。故此 ,失效产品或者称为超过保存日期的产品应 当禁止销售 。 产品的保质期不同于保存期 。对同一产品 ,其保存期应 当长于保质期 。另外 ,对超过保质期的产品 , 并不一定意味 着产品质量绝对不能保证了 ,只能说 ,超过保质期的产品 ,其 质量不能保证达到原产品标准或明示的质量条件 。对超过 保质期的产品 ,可以通过质量检验 ,确定其质量 ,特别是安全 性能指标 。如产品没有失效 、 变质 ,具有使用价值的 ,可以明 示降价销售 。但产品一旦超过了保存期就绝对不能销售了 。 因此 ,在购买食品时 ,消费者一定要注意商品的保质期和保 存期 ,真正做到明明白白消费 。
《上海计量测试》 2/ 2000 — 33 —
组 别
1 2 3 4 5 6 7 8
图4
图 4 表示了控制系统的输出电压 V 0 与位移 X 的关系 。V 0 经模数和数值转换后的读数称为小计 数 。在位移 X 的全量程范围内 , 按动尺发射极板上 的长度周期分成了若干个区间 。当 X 每移过一个 区间时 ,激励脉冲的组别也移动一组 ,与之对应的区 间实际位置也相应的加或减一次 。区间的实际位置 乘以区间的周期称为大计数 。如图 4 所示 , 当 X 在 全量程变化时 ,容栅电子长度测量系统中的微计算 机始终能确定大计数和小计数以反映 X 的正确位 置。 三、 结束语 以上介绍了容栅电子长度测量系统的基本原 理 ,它是国家技术监督局下达的纵向课题 《容栅检定 装置》 中的关键部分 。该课题获国家技术监督局科 技进步四等奖 。
V 01 和 V 02 波形如图 2 所示 , 它们是加在发射极
( 2)
同时发生 V 02 的电压从 V 0 跳到 V 2 时接收极板 的感应电荷 :
Q 2 = C2 ( V 2 - V 0 )
( 3) ( 4)
总的感应电荷趋向于零 :
Q1 + Q2 = 0
由公式ห้องสมุดไป่ตู้( 1) 至 ( 4) 联列 ,得 :