容栅传感器原理在数字游标卡尺中的应用

"数字游标卡尺是精密的测量工具，主要依赖于容栅传感器进行工作。容栅传感器在电子数显卡尺中的应用已有多年历史，通过交流电路中的电阻和电容来计算机械位移与输出信号的相位关系，以此进行误差分析。这种传感器的工作原理类似于电信技术中的调制和解调过程。 调制和解调在电子通信中至关重要，例如在电话线路传输多个信道、上网用的调制解调器（modem）、收音机和电视机中都有应用。在机电一体化的长度测量中，如光栅和感应同步器，也常采用相位调制技术。感应同步器和容栅传感器有相似之处，但容栅传感器利用的是电容和正弦电压，而非感应同步器的激磁绕组。 在容栅传感器中，8路相位差45度的正弦电压由时钟振荡器生成，这些电压作用在动、定栅之间，导致电容量随着相对位移改变。当有交流信号作为载波时，位移信息才能有效传输。测量电路通过鉴相器进行解调，获取机械位移量x，并能判断位移方向。 数显卡尺的结构主要包括定栅（粘贴在尺身）、动栅（与尺框连接并移动）以及6组8路驱动交流电压。动定栅之间的电容量变化产生一个与机械位移成函数关系的交流电压信号，这个关系在一定精度内接近线性，进而实现精确的长度测量。最终，测量结果会通过液晶显示屏以数字形式显示。 数字游标卡尺利用容栅传感器的电容变化来检测位移，通过调制和解调技术，将机械位移转化为可读的电子信号，保证了测量的准确性和便捷性。"