容柵傳感器是一種基于變面積工作原理,可測量大位移的電容式數字傳感器。它與其它數字式位移傳感器,如光柵、感應同步器等相比,具有體積小、結構簡單、分辨率和準確度高、測量速度快、功耗小、成本低、對使用環境要求不高等突出的特點,因此在電子測量技術中占有十分重要的地位。隨著測量技術向精密化、高速化、自動化、集成化、智能化、經濟化、非接觸化和多功能化方向的發展,容柵傳感器的應用越來越廣泛。
在整個測量系統中,容柵傳感器的主要作用是把機械位移量轉變成電信號的相位變化量,然后送給測量電路進行數據處理。容柵傳感器通過精密電壓比較器TLC354進行控制,由繼電器供電,由CPU89C52提供所需的激勵信號,同時接收其感應信號,并通過鑒相型電路測量出激勵信號與感應信號的相位差,經過一系列的變化,即可得出活塞移動的長度距離。
1、量程大、分辨率高。在線位移測量時,分辨率為2mm時,量程可達到20m,在角位移測量時,分辨率為0.1°時,量程為4096圈。其測量速度也比較高,測量線速度可達到1.5m/s。
2、容柵測量屬非接觸式測量,因此容柵傳感器具有非接觸傳感器的優點,諸如測量時摩擦阻力可以減到最小,不會因為測量部件的表面磨損而導致測量精度下降。
3、結構簡單。容柵傳感器的敏感元件主要由動柵和靜柵組成,信號線可以全部從靜柵上引出,作為運動部件的動柵可以沒有引線,為傳感器的設計帶來很大的方便。
4、配用專用集成電路的容柵傳感器是一種數字傳感器,和計算機的接口方便,便于長距離傳送信號,幾乎無數據傳輸誤差。數據更新速率可以達到每秒50次。
5、功耗極小。正常工作電流小于10毫安,傳感器敏感元件可以長期工作,一粒鈕扣電池可以連續工作1年以上。利用這個特點,可以設計出準絕對式的位移傳感器。
6、在價格上有很大優勢,其性能價格比遠高于同類傳感器。