技术特征：
1.一种基于级联结构的绝对式时栅直线位移传感器，包括定尺i(1)和与定尺i(1)正对平行安装并留有间隙的动尺(2)，定尺i(1)位于动尺(2)下方，定尺i(1)的基体上表面并排设有激励电极i(11)、激励电极ii(12)，动尺(2)的基体下表面并排设有感应电极i(21)、感应电极ii(22)，感应电极i(21)与激励电极i(11)正对，感应电极ii(22)与激励电极ii(12)正对；其特征是：还包括位于动尺(2)上方的定尺ii(3)，定尺ii(3)与动尺(2)正对平行安装并留有间隙，定尺ii(3)的基体下表面并排设有接收电极i、接收电极ii，动尺(2)的基体上表面并排设有反射电极i、反射电极ii，反射电极i与接收电极i正对，且与感应电极i(21)相连，反射电极ii与接收电极ii正对，且与感应电极ii(22)相连。2.根据权利要求1所述的基于级联结构的绝对式时栅直线位移传感器，其特征是：所述激励电极i(11)由4m1个大小相同、极距为w1的矩形极片i沿测量方向等间距排列组成，第4n1+1号矩形极片i连成一组，组成a1激励电极组，第4n1+2号矩形极片i连成一组，组成b1激励电极组，第4n1+3号矩形极片i连成一组，组成c1激励电极组，第4n1+4号矩形极片i连成一组，组成d1激励电极组，n1依次取0至m
1-1的所有整数；所述激励电极ii(12)由4m2个大小相同、极距为w2的矩形极片ii沿测量方向等间距排列组成，第4n2+1号矩形极片ii连成一组，组成a2激励电极组，第4n2+2号矩形极片ii连成一组，组成b2激励电极组，第4n2+3号矩形极片ii连成一组，组成c2激励电极组，第4n2+4号矩形极片ii连成一组，组成d2激励电极组，n2依次取0至m
2-1的所有整数；m2与m1互为质数，激励电极ii(12)的起始端与激励电极i(11)的起始端对齐，w1*4m1＝w2*4m2；所述感应电极i(21)、感应电极ii(22)都具有m个测头，感应电极i(21)由m*m3个大小相同、极距为的感应极片i沿测量方向等间距排列组成，相邻的m个感应极片i形成一个对极，感应电极ii(22)由m*m4个大小相同、极距为的感应极片ii沿测量方向等间距排列组成，相邻的m个感应极片ii形成一个对极；其中，m＝1或2或3或4。3.根据权利要求2所述的基于级联结构的绝对式时栅直线位移传感器，其特征是：反射电极i具有m个矩形反射极片i，m个矩形反射极片i分别与感应电极i(21)的m个测头对应相连，反射电极ii具有m个矩形反射极片ii，m个矩形反射极片ii分别与感应电极ii(22)的m个测头对应相连；接收电极i具有m个矩形接收极片i，m个矩形接收极片i分别与m个矩形反射极片i正对；接收电极ii具有m个矩形接收极片ii，m个矩形接收极片ii分别与m个矩形反射极片ii正对；每个矩形反射极片i、矩形反射极片ii沿测量方向的长度都等于4w1*m3与4w2*m4中的较大值。4.一种基于级联结构的绝对式时栅直线位移传感器，包括定尺i(1)和与定尺i(1)正对平行安装并留有间隙的动尺(2)，定尺i(1)位于动尺(2)下方，定尺i(1)的基体上表面并排设有激励电极i(11)、激励电极ii(12)，动尺(2)的基体下表面并排设有感应电极i(21)、感应电极ii(22)，感应电极i(21)与激励电极i(11)正对，感应电极ii(22)与激励电极ii(12)正对；其特征是：还包括位于动尺(2)上方的定尺ii(3)，定尺ii(3)与动尺(2)正对平行安装并留有间隙，定尺ii(3)的基体下表面设有接收电极，动尺(2)的基体上表面设有反射电极，反射电极与接收电极正对，且与感应电极i(21)、感应电极ii(22)相连。5.根据权利要求4所述的基于级联结构的绝对式时栅直线位移传感器，其特征是：所述激励电极i(11)由4m1个大小相同、极距为w1的矩形极片i沿测量方向等间距排列组
成，第4n1+1号矩形极片i连成一组，组成a1激励电极组，第4n1+2号矩形极片i连成一组，组成b1激励电极组，第4n1+3号矩形极片i连成一组，组成c1激励电极组，第4n1+4号矩形极片i连成一组，组成d1激励电极组，n1依次取0至m
1-1的所有整数；所述激励电极ii(12)由4m2个大小相同、极距为w2的矩形极片ii沿测量方向等间距排列组成，第4n2+1号矩形极片ii连成一组，组成a2激励电极组，第4n2+2号矩形极片ii连成一组，组成b2激励电极组，第4n2+3号矩形极片ii连成一组，组成c2激励电极组，第4n2+4号矩形极片ii连成一组，组成d2激励电极组，n2依次取0至m
2-1的所有整数；m2与m1互为质数，激励电极ii(12)的起始端与激励电极i(11)的起始端对齐，w1*4m1＝w2*4m2；所述感应电极i(21)、感应电极ii(22)都具有m个测头，感应电极i(21)由m*m3个大小相同、极距为的感应极片i沿测量方向等间距排列组成，相邻的m个感应极片i形成一个对极，感应电极ii(22)由m*m4个大小相同、极距为的感应极片ii沿测量方向等间距排列组成，相邻的m个感应极片ii形成一个对极；其中，m＝1或2或3或4。6.根据权利要求5所述的基于级联结构的绝对式时栅直线位移传感器，其特征是：反射电极具有m个矩形反射极片，m个矩形反射极片分别与感应电极i(21)的m个测头对应相连，m个矩形反射极片也分别与感应电极ii(22)的m个测头对应相连；接收电极具有m个矩形接收极片，m个矩形接收极片分别与m个矩形反射极片正对；每个矩形反射极片沿测量方向的长度等于4w1*m3与4w2*m4中的较大值。7.根据权利要求3或6所述的基于级联结构的绝对式时栅直线位移传感器，其特征是：所述感应极片i的形状为区间或者区间的两条相同的半周期余弦曲线段在起止点与两条沿测量方向的长度为的直线段围成的封闭图形i，其中，该余弦曲线的周期t1＝4w1；所述感应极片ii的形状为区间或者区间的两条相同的半周期余弦曲线段在起止点与两条沿测量方向的长度为的直线段围成的封闭图形ii，其中，该余弦曲线的周期t2＝4w2。8.根据权利要求3或6所述的基于级联结构的绝对式时栅直线位移传感器，其特征是：所述感应极片i的形状为矩形或者平行四边形，该平行四边形由两条相同的斜线段在起止点与两条沿测量方向的长度为的直线段围成，该斜线段沿测量方向的长度为2w1；所述感应极片ii的形状为矩形或者平行四边形，该平行四边形由两条相同的斜线段在起止点与两条沿测量方向的长度为的直线段围成，该斜线段沿测量方向的长度为2w2。9.根据权利要求3或6所述的基于级联结构的绝对式时栅直线位移传感器，其特征是：所述感应极片i的形状为[0，π]区间的两条幅值相等、相位相反的半周期正弦曲线段所围成的封闭图形i，该正弦曲线段的周期等于所述感应极片ii的形状为[0，π]区间的两条幅值相等、相位相反的半周期正弦曲线段所围成的封闭图形ii，该正弦曲线段的周期等于
技术总结
本发明公开了一种基于级联结构的绝对式时栅直线位移传感器，包括定尺Ⅰ、定尺Ⅱ和动尺，定尺Ⅰ位于动尺下方，定尺Ⅱ位于动尺上方，定尺Ⅰ的基体上表面并排设有激励电极Ⅰ、Ⅱ，动尺的基体下表面并排设有感应电极Ⅰ、Ⅱ，感应电极Ⅰ与激励电极Ⅰ正对，感应电极Ⅱ与激励电极Ⅱ正对，定尺Ⅱ的基体下表面并排设有接收电极Ⅰ、Ⅱ，动尺的基体上表面并排设有反射电极Ⅰ、Ⅱ，反射电极Ⅰ与接收电极Ⅰ正对，且与感应电极Ⅰ相连，反射电极Ⅱ与接收电极Ⅱ正对，且与感应电极Ⅱ相连。其能减小激励信号对输出位移信号的干扰，提高信号质量和可靠性，提高信噪比，从而进一步提高传感器的测量精度。进一步提高传感器的测量精度。进一步提高传感器的测量精度。
技术研发人员：蒲红吉 王合文 刘小康 但敏
受保护的技术使用者：重庆理工大学
技术研发日：2021.12.14
技术公布日：2022/4/5