本發(fā)明屬于用于旋轉(zhuǎn)定位的分度圓盤，特別涉及一種容柵數(shù)顯直讀分度圓盤。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有用于旋轉(zhuǎn)定位的機(jī)械刻度盤，廣泛應(yīng)用于銑床分度、鉆床(或鉆銑)分度及其他需要分度或角度測(cè)控的場(chǎng)合。機(jī)械刻度圓盤不僅制做時(shí)對(duì)刻度機(jī)的精密度要求很高,而且使用時(shí)要用放大鏡游標(biāo)讀數(shù)才可能至1分，既困難又費(fèi)眼，且盤徑較大；光照玻璃刻度盤漏光讀數(shù)雖略有改善，但造價(jià)過高，且讀數(shù)光源易損。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種容柵數(shù)顯直讀分度圓盤。采用電容柵分度，則僅對(duì)光刻制版要求較高，當(dāng)版制成后易于大批量復(fù)印腐蝕，且盤徑不超過200mm,即可達(dá)(360度制的)準(zhǔn)確度1分、精密度0.5分，其耗電量不超過40微瓦(採用對(duì)徑雙數(shù)顯時(shí)亦不超過80微瓦)。其造價(jià)遠(yuǎn)低于機(jī)械刻度盤，可廣泛應(yīng)用于銑床分度、鉆床(或鉆銑)分度及其他需要分度或角度測(cè)控的場(chǎng)合。

具體內(nèi)容如下：

一種容柵數(shù)顯直讀分度圓盤，其特征在于：由上下兩個(gè)同心圓盤組成，在上圓盤外周圈上印制有母電容圓環(huán)，母電容圓環(huán)是由均勻排列于整圓周的108對(duì)母電容片組成；在下圓盤外周圈上固連印制有一段與母電容圓環(huán)相對(duì)應(yīng)的5～6周期的子電容片。在上圓盤的108對(duì)母電容片相間的一個(gè)電容接地，一個(gè)不接地，一對(duì)接地和不接地兩者構(gòu)成一組；在與固連于下圓盤的子電容片上，每相鄰8個(gè)小電容為一組(其角寬度與一組母電容同，亦即4個(gè)子電容對(duì)應(yīng)1個(gè)母電容角寬度)，依次在每個(gè)小電容片上加以位相遞差45°角的方波振蕩信號(hào)。在下圓盤的子電容片至少需有5～6組，以消除電容的邊緣效應(yīng)。

若子電容片在母電容環(huán)上滑動(dòng)時(shí),再以電路細(xì)分技術(shù),對(duì)每一子電容信號(hào)細(xì)分為50,滑動(dòng)一周期將有8×50=400個(gè)信號(hào)輸出；當(dāng)子電容片滑動(dòng)一整圓周時(shí),則可輸出108×400=43200個(gè)信號(hào),即每信號(hào)對(duì)應(yīng)于(360度制的)0.5角分。

印制有母電容圓環(huán)的圓盤,外徑為d=190mm。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本容柵數(shù)顯直讀分度圓盤制作簡便，測(cè)量精度高，耐用?？蓮V泛應(yīng)用于銑床分度、鉆床(或鉆銑)分度及其他需要分度或角度測(cè)控的場(chǎng)合。

附圖說明

圖1a是母電容圓環(huán)示意圖。

圖1b是子電容片示意圖。

圖2a是展直的母電容圓環(huán)示意圖。

圖2b是展直的子電容圓弧片及所加方波振蕩信號(hào)示意圖。

圖2c是矢量合成示意圖。

具體實(shí)施方式：

一種容柵數(shù)顯直讀分度圓盤，由上下兩個(gè)同心圓盤組成，在上圓盤外周圈上印制有母電容圓環(huán)，母電容圓環(huán)是由均勻排列于整圓周的108對(duì)母電容片組成；在下圓盤外周固連印制有一段與母電容圓環(huán)相對(duì)應(yīng)的5～6個(gè)周期(每8個(gè)子電容為一周期)的子電容片組成。在上圓盤的母電容圓環(huán)上的每對(duì)母電容片中一個(gè)電容接地，一個(gè)不接地；在下圓盤子電容片上每相鄰8個(gè)小電容片為一組(其角寬度與一對(duì)母電容同)，在整個(gè)子電容片上依次在每個(gè)小電容片上加以位相遞差45°角的方波振蕩信號(hào)。

在下圓盤子電容片段上的8個(gè)小電容片為一組的電容片至少有5～6組，以消除電容的邊緣效應(yīng)。

若子電容片在母電容環(huán)上滑動(dòng)時(shí),再以電路細(xì)分技術(shù),對(duì)每一子電容信號(hào)細(xì)分為50,滑動(dòng)一周期將有400個(gè)信號(hào)輸出；當(dāng)子電容片滑動(dòng)一整圓周時(shí),則可輸出108×400=43200個(gè)信號(hào),即每信號(hào)對(duì)應(yīng)于360度制的0.5角分。

印制有母電容圓環(huán)的圓盤,外徑為d=190mm。

如(圖1a、圖1b)母電容圓環(huán)，共108周期(一個(gè)電容接地,一個(gè)不接地,兩者組成一周期)；子電容每8個(gè)為一周期,依次在各子電容上加以位相遞差45°角的方波振蕩電信號(hào)。為避免邊緣效應(yīng),可取5～6個(gè)周期。若子電容片在母電容環(huán)上滑動(dòng)時(shí),再以電路細(xì)分技術(shù),對(duì)每一子電容信號(hào)細(xì)分為50,則滑動(dòng)一周期將有400個(gè)信號(hào)輸出。當(dāng)子電容片滑動(dòng)一整圓周時(shí),則可輸出108×400=43200個(gè)信號(hào),即每信號(hào)對(duì)應(yīng)于360度制的0.5角分。

我們?cè)囼?yàn)的圓環(huán)印刷電容環(huán),外徑為d=190mm,效果已很好了。

本技術(shù)肯定遠(yuǎn)優(yōu)于機(jī)械刻度盤,且不僅有數(shù)顯直讀,還有串口輸出,配合自動(dòng)測(cè)控或遠(yuǎn)傳極為方便。它將在角度測(cè)控或遠(yuǎn)傳的許多方面有廣泛的應(yīng)用前景。

原理

如(圖2a、圖2b)子電容每周期含八個(gè)，依次加給電相位遞差45°的方波振蕩訊號(hào)。當(dāng)選用六周期時(shí)，子電容有48個(gè)(c1～c48)，即將方波振蕩信號(hào)：

v1加給子電容c1、c9、c17…c41；

v2加給c2、c10…c42；

v3加給c3、c11…c43；

v4加給c4、c12…c44；

v5加給c5、c13…c45；

v6加給c6、c14…c46；

v7加給c7、c15…c47；

v8加給c8、c16…c48。

當(dāng)帶有前述訊號(hào)的子電容片在母電容環(huán)上移動(dòng)時(shí)(如圖2a、圖2b)，正對(duì)接地母電容的四個(gè)子電容訊號(hào)被屏蔽(相當(dāng)于信號(hào)消失);對(duì)準(zhǔn)未接地母電容的四個(gè)電容的電信號(hào)組成一合成向量(如圖2c)，當(dāng)子電容片在母電容環(huán)上滑動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于合成向量隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。若再對(duì)每一子電容信號(hào)用電路細(xì)分技術(shù)細(xì)分為50份，則相當(dāng)于將每周期細(xì)分為400信號(hào)，則滑動(dòng)整圓周108周期將有：108×400=43200信號(hào)，亦即將整圓周均分為43200等份，則每等份相當(dāng)于360°角度制的0.5’(角分)。

為了提高準(zhǔn)確度，可在下圓盤的半周處再固連一個(gè)完全相同的子電容片及其相應(yīng)電路，並將兩個(gè)子電容片檢測(cè)讀數(shù)值平均，則可消除兩圓盤轉(zhuǎn)軸在制造中的偏心差。再將所測(cè)得的“角分”數(shù)據(jù)，按“60進(jìn)位制”進(jìn)為度數(shù)值，則成常規(guī)360°制角度圓盤。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種容柵數(shù)顯直讀分度圓盤,?采用電容柵分度，則僅對(duì)光刻制版要求較高，當(dāng)版制成后易于大批量復(fù)印腐蝕，且盤徑不超過200mm,即可達(dá)(360度制的)準(zhǔn)確度1分、精密度0.5分，其耗電量不超過40微瓦(採用對(duì)徑雙數(shù)顯時(shí)亦不超過80微瓦)。制作簡便，測(cè)量精度高，耐用?？蓮V泛應(yīng)用于銑床分度、鉆床(或鉆銑)分度及其他需要分度或角度測(cè)控的場(chǎng)合。

技術(shù)研發(fā)人員：譚成章;張杰;范好亮;魏永暉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北長孚電氣設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2015.12.29
技術(shù)公布日：2017.07.07