容栅电子长度测量系统

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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

ｖｒｉｒｃｌｅｓｔｉｌｏｃｎｂｅＯｍｏｅｅｔｎｉｅｄｔｃｉｎｆｅｄ，ａｄａｅｕｔ，ｉｗｉａｇｌｗｅｅｔｃｓｅｎｅａｉｒ，ｉｓａｓａｅｕｓｄｔｒｘｅｓｖｅｅｔｏｉｌｓｎｓａｒｓｌｓｔｌｌｒｅｙｌｒｔｓｏｔｐｌｏａｄｅｈｎｅｔｓｒｃｓｏ．Ｔｈｓｐｐｒｉｔｏｕｅｎａｐｏｃｏｍｅｓｒｈｃｎｃｌｖｍｅｔｔａｋｂａａｉｉｅｎｎａｃｅｔｐｅｉｉｎｉａｅｎｒｄｃｄａｐｒａｈｔａｕｅｔｅｍｅｈａｉａｍｏｅｎｒｃｙｃｐｃｔｖ
Ｋｅｗｏｄ：ｃｐｃｔｅｇａｉｇ；ｓｇｎｌｃｎｉｏｉｇ；ｔａｋｔｓｉｇ；ｓｒａｎｅｆｃｙｒｓａａｉｉｒｔｎｖｉａｏｄｔｎｎｉｒｃｅｔｎｅｉｌｉｔｒａｅ
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Ｅ３１详述了其位移测量原理。
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｅｃｐｃｔｅｇａｉｇｓｎｓｒｉｉｈｐｅｉｉｎｉｅｇｈｍｅｓｒｍｅｔＥｘｅｔｎＯｂｓｄｔｉｉａｉｐａａａｉｉｒｔｎｅｏｓｈｇｒｃｓｏｎｌｎｔａｕｅｎ．ｖｃｐｉｇｔｅｕｅＯｄｇｔｌｄｓｌｙ
ＧｕｎＬａｇＫｕＣｅｈｎｓｎｏＱｉｇｉｎｎｈｎＳａｇｏｇ
（ｅｔｏｉｎｉｅｒｎｏｌｅｏｉｎｕｖｒｉｆｌｃｒｎｃｔｃｎｌｇＧｕｌ４０４ＥｌｃｒｎｃｅｇｎｅｉｇｃｌｇｆＧｕｌｎｅｓｔｏｅｔｏｅｈｏｏｙ，ｉｎ５１０）ｅｉｉｙｅｉｉ

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。

【数显卡尺】数显卡尺保养方法数显卡尺维护和修理保养

【数显卡尺】数显卡尺保养方法数显卡尺维护和修理保养数显卡尺是带数字显示功能不需要人工读数的一种卡尺，与一般的卡尺一样能够用来测量长度、内外径和深度等。

电子数显卡尺是利用容栅测量系统原理对两测量爪相对移动分隔的距离进行测量并通过LCD显示出测量值的一种长度测量工具。

数显卡尺保养方法1、使用前必需先擦干净测量面，要保持卡尺测量面、LCD显示屏和其它传动部分的清洁。

测量后应顺手合上量爪，以防止灰尘、沙粒、金属切屑等物损坏传动部位。

2、测量工件应在静态下进行。

使用时，测量力度要适当，有微动滚轮的卡尺应使用微动滚轮。

3、移动卡尺尺框要平稳，应避开快速拉动向尾端或前端碰撞，应避开撞击和跌落，以防止电路故障、感应失灵、LED和量爪等到部件损坏。

4、禁止将卡尺靠近磁场或放置在磁性物体上。

如发觉卡尺带有磁性，应适时退磁后方可使用。

5、使用电子卡尺要特别注意：须避开接触水等液态物质，使用时，当显示数字显现闪亮或不显示时，应更换同规格之新电池。

在卡尺任何部位不能施加电压，也不要用电笔刻字，以免损伤电子元件。

不使用数据输出端口时，不要将端口盖拆下，更不要用金属器件触及输出端品，以免损伤电子元件。

电子数显卡尺的相关选购介绍目前在市场比较受欢迎的是带电子开关的三按键数显卡尺，三个按键分别是测量制式转换键、开关键和清零键。

该电子数显卡尺在任意位置开关电源，测量原点（零点）不变。

三按键数显卡尺显示窗口不是一般的有机玻璃，而是特别石英玻璃，抗划伤本领强，用一般民用小刀划不伤。

由于接受了模块式结构，维护和修理特别便利。

还可依据用户的不同要求，设计有各种选择功能或特别使用性能的电子数显卡尺。

电路设计方面考虑的特别功能有：选购电子数显卡尺：带记忆保持功能。

在不便利读数情况下，按此键可将瞬间测量值记住；可设置公差带。

即可设置被测工件的上、下极限偏差值，可提示测量结果是否合格，如不合格，还指出是超上极限偏差值或超下极限偏差值；可跟踪*大值。

带有无线传输功能的容栅测量系统

技术纵横INTELLIGENT MEASURE 智能检测1引言容栅传感器具有结构简单、体积小、造价低、功耗低、适应力强、精度高等优点。

但传统的容栅传感器构成的数显卡尺只能通过液晶屏读取数据，而通过人工读取数据速度较慢，而且测量的数据不便保存和处理。

本文将容栅传感器的输出信号通过接口电路送入单片机处理，将单片机处理后得到的数据通过串口发送到蓝牙模块，再通过蓝牙模块发射到电脑或手机等蓝牙接收端，以此构成容栅传感器智能测量系统。

此系统可以进行自动测量，方便的实时观察测量数据，对数据进行加工和处理，并可方便的保存在手机、电脑、平板电脑等智能终端机上。

既保证了容栅测量系统体积小、重量轻、携带方便的优点，又带有无线传输功能的容栅测量系统贵州大学职业技术学院黄仿元施文洁郭华华摘要：常见的容栅测量系统靠液晶屏显示测量数据，人工读数，不方便对数据进行处理和存储。

本文设计了一套容栅测量系统，该系统利用单片机对容栅传感器的数据进行加工处理，并通过单片机发送到蓝牙发射模块，蓝牙发射模块可以无线传输容栅传感器测量到的数据到手机、笔记本等具有蓝牙接受能力的设备。

关键词：容栅传感器单片机蓝牙模块使扩展了容栅测量系统的功能。

2容栅传感器2.1容栅传感器的结构和工作原理容栅传感器由定尺和动尺组成，在定尺和动尺上分别印有金属栅状极片。

动尺和定尺的栅极相对放置，中间填充电解质，形成了多组并联的电容，也即是容栅，容栅数显卡尺的定尺和动尺的结构如图1所示。

在发射极加上频率和相位程周期变化的激励电压时，根据电容原理，在反射极上会感应相同的电压。

当动栅移动时，反射极上会产生随位移变化的感应信号，接受极上也会产生随反射极变化而变化的感应信号，这一*基金项目：容栅式薄膜厚度测量系统的研究编号：贵大自青合字（2009）088号。

图1 容栅传感器基本结构信号经过处理，就可以得到动尺的位移变化量。

2.2容栅传感器的输出信号分析容栅传感器有4个接口，分别是电源、地、同步时钟信号及数据信号。

小尺寸容栅位移芯片技术

小尺寸容栅位移芯片技术1.引言1.1 概述概述小尺寸容栅位移芯片技术是一种新兴的电子技术，它通过利用微型化的芯片设计和先进的容栅位移技术来实现高精度的位移测量。

这种技术可以广泛应用于各个领域，具有许多独特的优势和潜在的前景。

传统的位移测量技术通常依赖于传感器和外部设备，使得整个系统庞大且不便于集成。

而小尺寸容栅位移芯片技术通过集成容栅位移传感器和微型芯片，实现了袖珍化和高度集成化的位移测量系统。

相较于传统技术，这种技术具有更小的体积、更低的功耗和更高的灵敏度，可以满足对高精度位移测量的需求。

小尺寸容栅位移芯片技术的应用领域广泛且多样化。

例如，在工业制造领域，它可以应用于机器人的位移控制与定位、自动化生产中的精密组装和检测等方面。

在医疗领域，它可以用于医疗器械的精准定位和触觉反馈。

在航天航空领域，它可以应用于飞行器姿态控制和导航系统等。

此外，它还可以应用于智能手机、可穿戴设备和虚拟现实等消费电子产品中，提供更精准的用户交互体验。

然而，小尺寸容栅位移芯片技术也存在一些局限性。

首先，由于芯片的微型化设计，其生产成本较高，导致产品的价格也较为昂贵。

其次，由于芯片尺寸较小，容纳的传感器数量和测量范围相对有限，对于一些特殊应用场景可能存在不足。

因此，在推广和应用中需要平衡成本和性能之间的关系。

未来，小尺寸容栅位移芯片技术具有广阔的发展前景。

随着微电子技术和材料科学的不断进步，芯片的制造成本将进一步降低，性能也将不断提升。

同时，随着物联网和人工智能等技术的发展，对高精度位移测量的需求将进一步增加，这将为小尺寸容栅位移芯片技术提供更多的应用场景和机会。

总之，小尺寸容栅位移芯片技术是一项具有巨大潜力和广泛应用前景的新兴技术。

它通过集成化和微型化设计，实现了高精度的位移测量，可应用于工业制造、医疗、航天航空等领域。

尽管存在一些局限性，但随着技术的不断发展，小尺寸容栅位移芯片技术将在未来迎来更加广泛的应用和发展。

1.2文章结构文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要围绕小尺寸容栅位移芯片技术展开讨论，并通过以下几个方面进行阐述。

容栅数字显示卡尺工作原理

容栅数字显示卡尺工作原理(1)容栅数字显示卡尺工作原理(1)利用容栅传感器的电子数显卡尺在我国的出现，已经有十多年的历史了。

本文初稿编写于十多年前，根据当时国产芯片供货单位的资料和自己实际计算，主要是通过交流电路含电阻电容的普通复数计算而得出机械位移与输出信号相位呈近似线性关系式作为误差分析的依据。

现在重新整理出来供有兴趣者参考和交流。

所谓调制和解调，就是把有用信号和不要的干扰信号区别开来的措施，本来广泛用于电讯技术中。

为了能在一条电话线中传输许多不同信道的电话就要对各通道的电话信号进行调制使之互相区别开来。

大家最熟悉不过的就是上网用的modem和收音机、电视机都是通过调制信号后再传送出去。

接收时再将原信号解调回来。

其中有调幅、调频等等之说。

同样在机电一体化的长度测量技术中如光栅和感应同步器等传感器里多半是采用相位调制方法来进行长度测量的。

尤其是感应同步器和容栅传感器有非常相似之处。

在感应同步器里，滑尺上有两组激磁绕组，相隔一定的距离，分别施加正弦和余弦电压，它们在定尺绕组上产生总感应电势的初相位中包含了与时间无关的机械位移量x的信息。

所不同的是容栅传感器采用了电容和分别施加8路相位差以45度递增的正弦电压而已。

这种正弦电压是由时钟振荡器产生的方波经分频器产生周期性的畸形方波，其基波成分就是正弦波了。

如果没有交流信号作为载波，那么机械位移信息就很难传送。

因此在这里只须用交流电路中的相量复数计算方法就足够了，不过式子太长了一些，有时分子和分母要分开来写。

既然是调相，那么鉴相器就是解调器了。

当然还有辨别x的方向功能等都包括在电路中了。

本文主要分析电容栅板传感器测量位移的原理。

1 数显卡尺的结构图1 是卡尺结构的示意图。

主要的传感器元件是定栅2，它粘贴在尺身上。

动栅5，它与尺框相连结，并且随尺框一起移动。

动定栅之间的电容量随着其相对位移依一定规律而变化。

在6组8路驱动交流电压的作用下，在接收板输出一个交流电压信号，其相位是机械位移量x的函数。

简述容栅传感器的工作原理

简述容栅传感器的工作原理容栅传感器是一种常用的传感器，它可以通过测量电容值来检测目标物体的位置和运动状态。

它的工作原理是根据电容效应来实现的。

电容效应是指当两个导体之间存在电压差时，它们之间会产生一个电场，导致两个导体之间的电荷分布发生改变。

当目标物体接近或离开容栅传感器时，目标物体与传感器之间的电容会发生变化，从而产生对应的电信号。

容栅传感器通常由两个平行的导体板组成，其中一个导体板被称为驱动板，另一个被称为感应板。

驱动板上会施加一个交变电压，而感应板则用来检测电容的变化。

当目标物体靠近传感器时，它会与感应板之间形成一个电容，而这个电容会影响感应板上的电荷分布。

通过测量感应板上的电荷变化，就可以得知目标物体的位置和运动状态。

容栅传感器的工作原理可以通过以下步骤来解释。

首先，当驱动板上施加一个交变电压时，会在感应板上产生一个交变电场。

然后，当目标物体靠近感应板时，它会影响感应板上的电场分布，从而改变感应板上的电荷分布。

最后，通过测量感应板上电荷的变化，就可以确定目标物体的位置和运动状态。

容栅传感器的灵敏度和精度取决于许多因素，包括电压的大小、感应板和目标物体之间的距离以及目标物体的电导率。

通常情况下，当电压增大、感应板与目标物体之间的距离减小、目标物体的电导率增大时，传感器的灵敏度和精度会提高。

容栅传感器在许多领域中都有广泛的应用。

例如，在工业自动化中，容栅传感器可以用来检测物体的位置和运动状态，从而实现自动控制和监测。

在机器人技术中，容栅传感器可以用来感知周围环境，从而实现机器人的导航和避障。

在医疗设备中，容栅传感器可以用来监测患者的呼吸和心跳情况，从而实现健康监测和诊断。

总结来说，容栅传感器是一种通过测量电容值来检测目标物体位置和运动状态的传感器。

它的工作原理是基于电容效应，通过测量感应板上的电荷变化来确定目标物体的位置和运动状态。

容栅传感器具有广泛的应用领域，可以在工业自动化、机器人技术和医疗设备等领域中发挥重要作用。

容栅位移传感器的工作原理

容栅位移传感器的工作原理容栅位移传感器通常由两个平行电极板构成，两个电极板之间填充了一种绝缘介质，如空气。

其中一个电极板是固定不动的，被称为参考电极，而另一个电极板则可以随物体的位移而移动，被称为测量电极。

当物体位于测量电极和参考电极之间时，两个电极板之间就形成了一个电容。

当测量电极与参考电极之间的距离变化时，电容的值也会相应地改变。

因为电容的值与电极之间的距离成反比，所以当距离变小时，电容值会增大；当距离变大时，电容值会减小。

根据这个原理，通过测量电容值的变化，我们可以得到物体的位移信息。

为了测量电容的变化，容栅位移传感器通常采用的方法是改变参考电极与测量电极之间的电压差，从而改变电容值。

在传感器的电路中，参考电极与一个电源相连，而测量电极则与一个电容转换电路相连。

电容转换电路的作用是将电容的变化转换成电压的变化。

一种常见的电容转换电路是使用由操作放大器、电容和电阻组成的反馈网络。

当参考电极与测量电极之间的电容发生变化时，传感器测量电路中的电压也会随之变化。

这个变化的电压信号可以通过操作放大器进行放大，然后传送给外部电路进行进一步的处理和分析。

同时，为了获得更高的测量精度，容栅位移传感器通常会采用多种增强措施。

例如，可以在电容转换电路中使用额外的电容，以增强传感器的线性性能。

此外，还可以使用温度补偿电路来抵消温度对测量结果的影响。

总结一下，容栅位移传感器的工作原理是通过测量物体和传感器之间的电容变化来获取位移信息。

它将参考电极和测量电极之间的电容变化转换成电压信号，并通过电路进行放大和处理。

这样，我们可以得到物体的位移或位置信息。

基于容栅传感器的试件拉伸率在线测量装置

试件
之间有３０ｍｓ的持续低电平，以本装置的数据５所采集采用外部中断０设置成低电平中断方式，在
中断中完成对数据的采集、据处理与显示．数
图２中断产生电路
２个脉冲４
广 —
…
２个脉冲４
ｒ — — ．、＿＿＿
数据．此时动栅虽然继续向下移动产生位移信号，是单片机的读数不会发生改变．但
２硬件电路设计
硬件电路部分包括：电平转换电路、数据采集
电路、断产生电路以及数据显示电路．由于单中片机与液晶１０６２的连接电路比较常见，文不做本
（安徽农业大学工学院，安徽合肥２０３）３０６
摘要：料力学实验中在做破坏性拉伸试验时，要测量拉断试件的长度，是由于拉断试件测量时断口对接不材需但
紧密，以及人为读数误差等原因造成实验结果与理论值之间存在很大的差别．对此设计了基于容栅传感器的试件拉伸
…
２３容栅传感器电平转换电路．
因为容栅传感器采用１５Ｖ电压供电＿，．１而］单片机工作电压为５Ｖ，以要使两者之间能够所通信，须进行电平转换，电路采用Ｌ１必本Ｍ３１电压比较器来实现此功能．Ｌ１Ｍ３１为高性能电压

容栅传感器原理

容栅传感器原理
容栅传感器是一种电容式传感器，利用电容变化来检测物体的位置或运动状态。

其原理是利用电容器的两个电极之间的空气间隙或介质来存储电荷，当两个电极之间的距离改变时，电荷的存储量也随之改变，从而导致电容值的变化。

容栅传感器的电容值可以通过测量输入电压与输出电压之间的比例来确定。

当物体靠近传感器时，电容值会增加，因此输出电压也会相应地改变。

这种变化可以被放大并解释为物体位置的变化或运动状态的变化。

容栅传感器的构造分为两种：平板型和圆柱型。

平板型容栅传感器通常由两个平行的金属板组成，之间有一定的空气间隙或介质。

当物体靠近时，空气间隙或介质会被压缩，从而导致电容值的变化。

而圆柱型容栅传感器则是将金属电极包裹在圆柱形的介质中，当物体靠近时，介质会被挤压，从而导致电容值的变化。

容栅传感器广泛应用于机器人、汽车、电子设备和医疗设备等领域。

在机器人中，容栅传感器可以用来检测机器人的位置和方向，以帮助机器人导航和避免碰撞。

在汽车中，容栅传感器可以用来检测车辆的位置和速度，以帮助驾驶员控制车辆。

在电子设备中，容栅传感器可以用来检测按钮的按下和触摸屏的触摸。

在医疗设备中，容栅传感器可以用来检测患者的呼吸和心跳。

容栅传感器是一种非常重要的传感器，其原理是利用电容变化来检测物体的位置或运动状态。

它可以广泛应用于各种领域，为现代科技的发展做出了重要贡献。

游标卡尺标卡尺是一种测量长度、内外径、深度的量具。游标卡尺由主尺和附

游标卡尺-标卡尺是一种测量长度、内外径、深度的量具。

游标卡尺由主尺和附卡(kǎ)尺(chǐ)。

标卡(kǎ)尺(chǐ)是一种测量长度。

内外径。

深度的量具。

游标卡(kǎ)尺(chǐ)由主尺和附在主尺上能滑动的游标两部分构成。

游标卡(kǎ)尺(chǐ)的主尺和游标上有两副活动量爪。

分别是内测量爪和外测量爪。

内测量爪通常用来测量内径。

外测量爪通常用来测量长度和外径。

中文名,卡(kǎ)尺(chǐ)。

类型,长度测量工具。

简介。

量具。

就是计量和检验用的器具。

长度测量量具是其主要门类之一。

如卡(kǎ)尺(chǐ)。

深度尺。

高度尺。

千分尺。

百分表。

千分表。

量块。

步距规。

角度尺。

倾角仪等。

而卡(kǎ)尺(chǐ)又是长度测量量具中最主要的品种之一。

常见的机械游标卡(kǎ)尺(chǐ)如图所示。

它的量程有：0-150mm。

0-200mm。

0-300mm。

等等。

一般的分辨率为。

也有和的。

精度一般为±。

也有±和±的。

由内测量爪。

外测量爪。

游标卡尺紧固螺钉。

主尺。

游标尺。

深度尺等组成。

有的还带有微调装置。

原理。

是利用主尺上的刻线间距和游标尺上的线距之差来读出小数部分。

例如：主尺上的线距为1毫米。

游标尺上有10格。

其线距为毫米。

当两者的零刻线相重合。

若游标尺移动毫米。

则它的第1根刻线与主尺的第1根刻线重合；若游标尺移动毫米。

则它的第2根刻线与主尺的第2根刻线重合。

依此类推。

可从游标尺与主尺上刻线重合处读出量值的小数部分。

主尺与游标尺线距的差值毫米就是游标卡(kǎ)尺(chǐ)的最小读数值。

同理。

若它们的线距的差值为毫米或毫米。

则其最小读数值分别为毫米或毫米。

游标原理是法国人P.韦尼埃于1631年提出的。

它常用于长度测量工具的长度和角度的细分读数机构中。

详细可查阅国家标准。

特点。

1 轻型Digimatic卡(kǎ)尺(chǐ)的主尺和量爪采用CFRP。

2 经久耐用并且易于操作。

3 可通过选件扩大应用范围。