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基于CAV424的无接触式电容角度传感器
彭辉
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基于CAV424的无接触式电容角度传感器
电容式角度传感器适应于动态测量环境，如位移，压力、厚度、振幅、液位、成份分析等领域的测量。传统的差动式电容角度传感器［1］［21结构设计上存在缺陷，其转动角度有限，而且要分别从动片和静片引出电极，动片与外界有直接的电气连接。结构设计中，从动片引出电极通常采用轴承、卡子或者金属张丝等连接方式。动片转动过程中，不仅转轴之间存在摩擦，而且容易造成引出线与动片之间的接触不良，出现机械故障，引入干扰，造成测量误差。本文研制的电容式角度传感器对结构设计进行了改进，具有许多优点，其结构简单，体积小，灵敏度和精度高，抗干扰能力强，动态响应快，能够在恶劣的环境下工作，并能够实现真正非接触式测量。
本文设计的角度传感器采用新的结构方式，其结构如图 l（a）所示。转动片由位置相对的两片张角为 900的扇形金属板组成，金属板中间部分相连;而静片也由位置相对的两片张角为900的扇形金属板组成，但其中间部分分开。直接从两个静片分别引出两个电极，作为传感器的信号输出端。本质上，这种电容传感器相当于两个电容的串联，电容的串联值随着角度变化而变化。这种从静片引出电极的设计方式除引线坚固方便、利于转动片相对于静片的角度变化的优点之外，更重要的是转动片跟外界无电气连接，避免了测量过程中引起机械故障，从而提高了测量精度。其等效电路如图 1 （b）所示。
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