基于组合调制的绝对式时栅角位移传感器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115752222A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211185798.2(22)申请日2022.09.27(71)申请人通用技术集团国测时栅科技有限公司地址401329重庆市九龙坡区金凤镇新凤大道99号(72)发明人王合文胡超樊星辰彭凯蔡伟(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002专利代理师李文清(51)Int.Cl.G01B7/30(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图3页(54)发明名称基于组合调制的绝对式时栅角位移传感器(57)摘要本发明涉及精密角位移传感器技术领域，提供一种基于组合调制的绝对式时栅角位移传感器，在工作状态下，可以提高信噪比，增大信号强度，减小信号传输干扰，提高角位移传感器的测量精度和可靠性。多层结构的引入增加了每个基体上的感应面积，提高了角位移传感器的输出结果的质量。第二接收电极为差动结构，可以提高测量的稳定性，抑制共模干扰，增强信号幅值，工业适应性更强。由于第一接收极片与第二接收极片的特殊形状，可以提高输出结果的线性度，使通过各自调制原理下得到的第一目标行波信号以及第二目标行波信号确定的角位移传感器的输出结果精度更高。CN115752222ACN115752222A权利要求书1/2页1.一种基于组合调制的绝对式时栅角位移传感器，其特征在于，包括：同轴且顺次安装的第一定子基体、转子基体以及第二定子基体；所述第一定子基体上朝向所述转子基体的第一表面分布有激励电极层，所述转子基体上朝向所述第一定子基体的第二表面分布有感应电极层，所述转子基体上朝向所述第二定子基体的第三表面分布有反射电极层，所述第二定子基体上朝向所述转子基体的第四表面分布有接收电极层；所述激励电极层上包括第一激励电极和第二激励电极，所述感应电极层上包括第一感应电极和第二感应电极，所述反射电极层上包括第一反射电极和第二反射电极，所述接收电极层上包括第一接收电极和第二接收电极，所述第二接收电极为差动结构，所述第一激励电极、所述第一感应电极、所述第一反射电极以及所述第一接收电极相对应，所述第二激励电极、所述第二感应电极、所述第二反射电极以及所述第二接收电极相对应；所述第一接收电极上包括第一接收极片，所述第二接收电极上包括第二接收极片，所述第一接收极片的形状为圆环形，所述第二接收电极的形状为[‑π，0]区间的两条相同的余弦极坐标曲线段在起止点与同心的内外圆弧相交而围成的全封闭图形。2.根据权利要求1所述的基于组合调制的绝对式时栅角位移传感器，其特征在于，所述第一激励电极和所述第二激励电极均用于接收目标路数的激励信号；所述第一感应电极和所述第二感应电极分别用于与所述第一激励电极和所述第二激励电极进行耦合，并分别得到所述目标路数的初始行波信号，将所述初始行波信号分别传输至所述第一反射电极和所述第二反射电极；所述第一反射电极和所述第二反射电极分别用于将所述初始行波信号耦合至所述第一接收电极和所述第二接收电极；所述第一接收电极和所述第二接收电极分别用于输出第一目标行波信号和第二目标行波信号。3.根据权利要求2所述的基于组合调制的绝对式时栅角位移传感器，其特征在于，还包括信号处理模块，所述信号处理模块分别与所述第一接收电极以及所述第二接收电极连接；所述信号处理模块包括存储模块，所述存储模块用于在所述第二激励电极工作时，接收所述第二目标行波信号并进行存储；所述信号处理模块用于在所述第一激励电极工作时，接收所述第一目标行波信号，并分别确定所述第一目标行波信号对应的四路第一行波信号以及所述第二目标行波信号对应的两路第二行波信号，基于所述四路第一行波信号以及所述两路第二行波信号，经数据融合、信号处理，确定并输出绝对角位移值。4.根据权利要求2所述的基于组合调制的绝对式时栅角位移传感器，其特征在于，所述第一接收电极由第一数量个第一接收极片沿周向等间距排成一圈组成，所述第二接收电极由第二数量个第二接收极片沿径向等间距排列而成。5.根据权利要求4所述的基于组合调制的绝对式时栅角位移传感器，其特征在于，所述第一接收电极中每个第一接收极片作为一路第一目标行波信号的输出电极；所述第二接收电极中第奇数个第二接收极片连成一组，作为一路第二目标行波信号的输出电极，所述第二接收电极中第偶数个第二接收极片连成一组，作为另一路第二目标行2CN115752222A权利要求书2/2页波信号的输出电极。6.根据权利要求1所述的基于组合调制的绝对式时栅角位移传感器，其特征在于，所述第一激励电极具有第三数量个第一激励电极组，所述第二激励电极具有所述第三数量个第二激励电极组，所述第一感应电极具有第四数量个测头，所述第二感应电极具有第五数量个测头；所述第一激励电极由所述第三数量与所述第一激