发明名称 确定物体的几何位置的方法和装置
摘要 为了确定可移动的几何位置、位移或角度,沿着至少一个方向具有较大的几何延伸部分的分压(分布)元件提供有交流电压,而一个电位测量探针根据所要检测的位移、角或位置而保持在不与分压(分布)元件相接触的一个距离上加以引导,从而使电位测量探针借助耦合并根据它所处的相对位置来检测交流电压幅度分布图的不同交流电压幅度,该电位测量探针与通过电容作用在耦合电极上的电势耦合探针相通接,电位测量探针检测的交流电压幅度值从该耦合电极传送以供测定。
申请公布号 TW265418 申请公布日期 1995.12.11
申请号 TW084105538 申请日期 1995.06.01
申请人 霍斯特.尔两合公司 发明人 法兰兹.格莱恩纳;迪特.贝勒
分类号 G01R5/00 主分类号 G01R5/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北巿长安东路二段一一二号九楼
主权项 1. 一种用于确定可移动体的相应几何位置、位移或角度的方法,包括沿着预定电位分布移动一个探针和测定该探针检测的测量値的步骤,其中:(a) 具有在至少一个方向上的几何形状较大延伸部分的分压(分布)元件,以这样的方式被提供有交流电压,即沿着该分压(分布)元件至少一个方向获得了在至少一个方向上有不同的交流电压幅度的一个交流电压辐度分布图,(b) 根据所要检测的位移、角度或位置,将电位测量探针沿着该至少一个方向引导,并将其保持在与该分压(分布)元件不相接触的间隔上,从而使电位测量探针根据它在任何时刻所处的位置通过电容耦合来检测交流电压幅度分布图的不同交流幅度,在电势探针的位移期间中电容关系基本上保持不变。(c) 电位测量探针与一个电位耦合探针相连,以电容的方式对耦合电极起作用,从那里(d) 传送由电位测量探针测量的交流电压幅度値以进行测定,该値根据耦合探针与耦合电极之间的对应位置而沿着测量方向变化。2. 一种非接触式基于电容的位置检测器,用于确定可移动体的各几何位置、位移或角度,其中设置了一个平面分压(分布)元件(13.13'、13''、13'''')-它具有至少一个沿着主方向并被提供有交流电源电压的主延伸部分,将一个电势测量探针(15.15'、15'')沿着该分压(分布)元件引导,且不与该分压(分布)元件相接触并处于一个在测量运动中不改变的距离上,该电位测量探针至少在电气上与一个电位耦合探针相连接,并与该耦合探针相同步地一起进行测量运动,该电位耦合探针以电容的方式与一个静止耦合电极表面(16)相互作用,并在其上提供由电位测量探针(15.15'、15'')检测的、相对于测量値线性变化的交流电压幅度供进行测定。3. 根据申请专利范围第2项的位置检测器,其中电位测量探针(15.15`、15")和电位耦合探针(17)至少在相对表面(耦合电极表面16.电压分配元件13.13'、13''、13''')的区域中构成并整体形成了具有平面延伸部分的导电部件,并为了进行测量移动而包括一个共同支撑件,该共同支撑件以这样的方式设计,使电位测量探针与电位耦合探针的区域中的电容关系相对于相应的相对表面(耦合电极表面;分压元件)基本上不变。4. 根据申请专利范围第3项的位置检测器,其中带有其相应分压元件的电位测量探针和带有其相应耦合电极表面的电位耦合探针分别组成了串联的测量和耦合电容器,这些电容不被测量移动所改变。5. 根据申请专利范围第4项的位置检测器,其中测量和耦合电容器的可移动部分(电位测量探针15.15'、15'';电位耦合探针17)分别能够测量方向平行地一起受到驱动,而它们各自的电容器相对表面(分压(分布)元件13.13'、13''、13''';耦合电极表面16)在承载基底上得到固定支撑。6. 根据申请专利范围第2项的位置检测器,其中电位测量探针(13.13'、13''、13''')和电位耦合探针(17)是机械和电耦合的。7. 根据申请专利范围第2项的位置检测器,其中包括电位测量探针和相关的分压(分布)元件的电位测量区(11)和包括电位耦合探针(17)及其相关耦合电极表面(16)的电位耦合区(12)被设置在绝缘承载基底的相同的或相反的表面上。8. 根据申请专利范围第2项的位置检测器,其中分压(分布)元件由彼此绝缘的电极板(19.19`)组成,且这些电极板沿着测量方向一个在一个之后地设置且其每一个都以适当的方式与电阻梯形分压电路(20)相连以一起获得具有阶梯电压曲线的分压器。10. 根据申请专利范围第2项的位置检测器,其中分压(分布)元件(13")包括至少两个且最好是三个与测量方向成横向设置并沿着测量方向变窄或变宽的测量电极表面(21),且相邻的测量电极表面沿着同一测量方向呈现方向相反的变窄或变宽特性。11. 根据申请专利范围第2项的位置检测器,其中分压(分布)元件(13"")把括覆在两侧上的电介质并在其一侧即对着电位测量探针(15'')的一侧上带有沿着测量方向而一个设置在一个之后的电极板(19''),并在另一侧上带有沿着测量方向变窄或变宽的两个测量电极表面(25.25')。12. 根据申请专利范围第9项的位置检测器,其中电位测量探针(15')沿着测量方向的板的延伸部分等于各个电极板(19)沿着测量方向的宽度(B)。13. 根据申请专利范围第12项的位置检测器,其中电位测量探针的板由一个矩形部分和在两侧沿着测量方向延伸的两个三角部分组成,该矩形部分在测量方向上具有等于电极板(19)的宽度的延伸部分(B)。14. 根据申请专利范围第2项的位置检测器,其中至少一个由电位测量区(11)和电位耦合区(12)组成的测量系统被设置在一个公共圆形承载基底上,且分压元件(13''')包括一条具有圆周的一部分的形式的电阻路径和与其同心地设置并且也沿着一个部分圆周段的内耦合电极表面(16'),且一个公共导电部件(冲压部件)由电位耦合探针(17')和电位测量探针(15''')的两个板状相对电容表面构成,它在机械和电气上经过一个整体形成的中间桥相连并受到共同支撑件的引导而沿着测量路径的预定部分作圆周运动。15. 根据申请专利范围第2项的位置检测器,其中为了减小距离变化的影响,在双侧抽取配置中一个公共分压(分布)元件(电阻路径)在两侧上同时得到扫描。16. 根据申请专利范围第2至15项中任何一项的位置测器,其中基本部件(电阻和集电器通路、电压分布元件、抽取表面、测量探针等等)都被覆有防湿和防腐保护层。图示简单说明:图1显示了根据具有稳定电位特性分压器装置的基于线性电容的位移检测器第一实施例;图2显示了基于线性电容的位移检测器的另一实施例,它也是由测量检测器和耦合区域组成的,分压器由单独、相邻但彼此绝缘的电极板组成,且这些电极板每一个都与由电阻梯形网路形成的不同交流电压电位相连;图3示意显示了基于线性电容的位移检测器的第三实施例,该检测器由分压(分布)电路构成,而该电路以这样的方式设计,即由于电容检测效应,与电位测量探针的相关对面板一起工作沿着测量方向的不同交流电压幅度;图4显示了基于电容位置检测器的一个实施例,其分压(公布)装置是图2和3的结构的组合;图5显示了基于电容位置检测器的最后一个实施例,其中两个转动测量系统被设置在一个公共基底上;图6和7显示了分压(分布)元件,以改善对本发明的理解,其中图7显示了电位测量探针与分压(分布)元件之间的电容相互作用,该元件在此情况下取电阻路径的形式;图8显示了一个较好的进一步发展,其中传感器被设置在
地址 德国