專利名稱：位置絕對(duì)測(cè)量用電容型測(cè)試裝置的制作方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為1987年3月26日，申請(qǐng)流水號(hào)07/030，346，07/031，049和申請(qǐng)日為1987年4月8日，申請(qǐng)流水號(hào)07/035，859三份待審查專利申請(qǐng)的后續(xù)申請(qǐng)。
本發(fā)明一般地說涉及直線和角度測(cè)量用電容型測(cè)試裝置，更具體地說，涉及用于進(jìn)行位置絕對(duì)測(cè)量、電極排列有所改進(jìn)的電容型測(cè)試傳感器。
進(jìn)行直線和角度測(cè)量的現(xiàn)有的許多電容型測(cè)試裝置有兩個(gè)支承構(gòu)件或刻度尺，在它上面分別安裝了不連續(xù)的電容性耦合電極陣列，兩個(gè)支承構(gòu)件或刻度尺可以彼此相對(duì)位移，兩個(gè)刻度尺的相對(duì)位置由電極陣列導(dǎo)致的電容量特性的有效變化讀數(shù)確定。典型的情況是將許多間歇信號(hào)加到電極陣列的一列電極上，并測(cè)量信號(hào)傳遞到另一電極陣列引起的信號(hào)漂移來測(cè)出電容量特性曲線。這種測(cè)試裝置應(yīng)用范圍很廣，從三維座標(biāo)測(cè)試系統(tǒng)和數(shù)控精密機(jī)器這樣的大型測(cè)試裝置，到便攜式卡尺，千分尺及類似的這些小型裝置。
盡管電容型測(cè)試裝置已越來越普及，但是，由于存在一些缺點(diǎn)而限制了它更寬的應(yīng)用。造成缺陷的主要原因是普通的電容型測(cè)試裝置一般只能進(jìn)行相對(duì)測(cè)量而不能進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量。也就是說，測(cè)量一般是讀出刻度尺位置與基準(zhǔn)位置的相對(duì)變化，它要求連續(xù)讀出由電極陣列引起的電容量特性曲線的變化，這樣可以計(jì)算出特性曲線的重復(fù)曲線。此外，多次相對(duì)測(cè)量要求在每次測(cè)試之前確定一個(gè)新的基準(zhǔn)位置或零位置。這就使這種裝置的使用變得相當(dāng)麻煩。
此外，彼此可以位移的相對(duì)測(cè)試裝置的刻度尺的等級(jí)受能達(dá)到的信號(hào)處理速度的限制。一方面，如果刻度尺移動(dòng)太快，會(huì)產(chǎn)生讀數(shù)錯(cuò)誤。另一方面，增大允許的刻度尺移動(dòng)速度需要采用高頻信號(hào)和復(fù)雜的信號(hào)處理電路。這就使測(cè)試裝置的價(jià)格明顯增長(zhǎng)。
刻度尺位置絕對(duì)測(cè)試的能力，也就是這些測(cè)量只根據(jù)刻度尺相應(yīng)的最終測(cè)試位置，避免了上面所討論的各種問題。在測(cè)試裝置的裝配過程中可以設(shè)置刻度尺的基準(zhǔn)點(diǎn)或零點(diǎn)，這就不需要在隨后進(jìn)行的測(cè)試過程中調(diào)整位置的基準(zhǔn)點(diǎn)。由于只需要檢測(cè)出刻度尺最終測(cè)試位置處的刻度尺電極間的電容量特性曲線，因此刻度尺位移速度不受任何限制。此外，只有測(cè)試最終位置時(shí)才需接電源，這就大大降低了電耗，甚至可以用小功率電源，例如可采用太陽能電池。
本發(fā)明人以前開發(fā)的一種可以進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量的電容型測(cè)試裝置示于美國(guó)專利4420754號(hào)(“754專利”)的圖10和11中。該裝置利用并排的關(guān)系排列隔開的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)的第一對(duì)和第二對(duì)電極陣列。在每一陣列對(duì)中，發(fā)射機(jī)電極的間距與接收機(jī)電極的間距關(guān)系是相同的，但是在兩個(gè)陣列對(duì)中，相應(yīng)的發(fā)射機(jī)/接收機(jī)電極間距離稍有不同。兩個(gè)隔開的N相信號(hào)加到兩個(gè)陣列對(duì)的相應(yīng)發(fā)射機(jī)電極上，并且(通過相連的傳輸和檢測(cè)電極)從每一陣列對(duì)的相應(yīng)接收機(jī)電極得到兩個(gè)獨(dú)立的信號(hào)V1和V2。絕對(duì)測(cè)量是通過測(cè)量?jī)蓚€(gè)信號(hào)V1和V2之間的相位差獲得。
然而，754專利的測(cè)試裝置的實(shí)用性有限。例如，由于絕對(duì)測(cè)量值的計(jì)算是以兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)量為基礎(chǔ)，兩種測(cè)量中的輕微誤差累積均能引起大的位置測(cè)量誤差。因此，為了得到精確的絕對(duì)位置測(cè)量，相應(yīng)的信號(hào)處理電路必須具有精確匹配的性能特征。此外，如果兩個(gè)測(cè)量不能同時(shí)精確地進(jìn)行，甚至在兩次測(cè)量之間支承構(gòu)件彼此相對(duì)有很小的位移也會(huì)引起位置測(cè)量的很大誤差。
此外，754專利的測(cè)試裝置中，兩對(duì)分開的電極陣列的實(shí)際要求限制了它在必須有袖珍尺寸的手動(dòng)測(cè)試工具中的應(yīng)用。由于要求雙重的信號(hào)處理電路，使功耗增大，從而進(jìn)一步限制了它在便攜式測(cè)試裝置中的應(yīng)用。
按照本發(fā)明的電容型測(cè)試裝置，克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的這樣和那樣缺陷。它包括彼此能相對(duì)移動(dòng)的第一和第二支承構(gòu)件，而且至少有一個(gè)支承構(gòu)件能相對(duì)于測(cè)試軸移動(dòng);安裝在第一支承構(gòu)件上與測(cè)試軸成一直線的第一發(fā)射機(jī)電極的一個(gè)陣列;安裝在第二支承構(gòu)件上與測(cè)試軸成一直線的第一接收機(jī)電極的一個(gè)陣列，這樣，第一接收機(jī)電極陣列的不同部分與第一發(fā)射機(jī)電極陣列的電容性耦合是取決于支承構(gòu)件的相對(duì)位置，安裝在第二支承構(gòu)件上與第一接收機(jī)電極陣列排列成一相對(duì)直線的第二發(fā)射機(jī)電極的一個(gè)陣列。第二發(fā)射機(jī)的每個(gè)電極與相應(yīng)的一個(gè)第一接收電極成電氣連接，以使對(duì)相應(yīng)的第一接收機(jī)電極的偏移是由第二發(fā)射機(jī)電極的位置相對(duì)于測(cè)試軸的基準(zhǔn)位置的予定函數(shù)總量確定，測(cè)試裝置有利的是還包括位于與第一發(fā)射機(jī)電極陣列成一直線的，在第一支承構(gòu)件上的第二接收機(jī)電極儀表，用于讀出電極偏移。
按照本發(fā)明的另一種形式，第二發(fā)射機(jī)電極占據(jù)了空間范圍，在它上面第二發(fā)射機(jī)電極與第一接收機(jī)電極間的電極偏移程度隨一予定量變化，確定第一測(cè)試范圍;測(cè)試裝置還包括位于與第一接收機(jī)電極成一直線的第二支承構(gòu)件上的第三發(fā)射機(jī)電極陣列，而且第一接收機(jī)的至少一組電極與相應(yīng)的第三發(fā)射機(jī)的至少一組電極分別成電氣連接，第三發(fā)射機(jī)至少一組電極中的每個(gè)第三發(fā)射機(jī)電極與相應(yīng)的第一接收機(jī)電極之一成電氣連接，以使其與相應(yīng)的第一接收機(jī)電極的偏移是由第三發(fā)射機(jī)電極位置相對(duì)于第三發(fā)射機(jī)至少一組電極的中心位置的予定函數(shù)總量確定，這樣，在第三發(fā)射機(jī)至少一組電極上的電極偏移程度是隨上述的予定量變化。第三發(fā)射機(jī)電極的至少一組占據(jù)的空間范圍，確定第二測(cè)試范圍小于第一測(cè)試范圍。有利的是，測(cè)試裝置也有位于與第一發(fā)射機(jī)電極陣列成一直線的第一支承構(gòu)件上的第三接收機(jī)電極儀表用于讀出第三發(fā)射機(jī)至少一組電極中的第三發(fā)射機(jī)電極與相應(yīng)的第一接收機(jī)電極之間的電極偏移。
按照本發(fā)明的另一種形式，第一接收機(jī)電極彼此相對(duì)于測(cè)試軸由規(guī)定的精確波長(zhǎng)Wf的間距Pr1隔開，而且第一發(fā)射機(jī)電極的至少一組由N個(gè)相鄰的電極確定，此處N是大于2的整數(shù)，至少一組第一發(fā)射機(jī)電極確定發(fā)送波長(zhǎng)Wt，每一組中的第一發(fā)射機(jī)電極位于組內(nèi)，以便分別占據(jù)間隔距離大于一個(gè)波長(zhǎng)Wf的予先確定的組的位置，這樣，每一組的位置與不同的一組相對(duì)位置對(duì)應(yīng)，不同的一組相對(duì)位置是一組相對(duì)精確波長(zhǎng)的位置，它是將發(fā)射波長(zhǎng)Wt按精確波長(zhǎng)分成間隔得到的，并且每個(gè)間隔分成N個(gè)相等段。此外，測(cè)試裝置的優(yōu)點(diǎn)是包括激勵(lì)信號(hào)儀，它將N個(gè)周期變化的激勵(lì)信號(hào)選擇性地加到每個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極組相應(yīng)的電極上，這些電極是根據(jù)每個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極組中發(fā)射機(jī)電極彼此相對(duì)的位置順序按第一序列連接以及根據(jù)安排相應(yīng)的第一發(fā)射機(jī)電極組位置的相對(duì)精確波長(zhǎng)段位置順序按第二序列連接。
按本發(fā)明的另一形式，第二和第三接收機(jī)電極儀器分別產(chǎn)生附加的第一和第二輸出來響應(yīng)加于第一發(fā)射機(jī)電極陣列上的激勵(lì)信號(hào);同時(shí)測(cè)試裝置還包括信號(hào)處理裝置，用來選擇性地組合相應(yīng)的第一和第二輸出，以產(chǎn)生一個(gè)測(cè)試信號(hào)，它與第二/第三接收機(jī)電極裝置為細(xì)長(zhǎng)的無變化的平面形結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的信號(hào)相等。
用以下的最佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的這些和另外一些特征以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
將結(jié)合


最佳實(shí)施例。附圖中的相同元件在所有的圖中用同一數(shù)字標(biāo)注。
圖1是按本發(fā)明構(gòu)成的絕對(duì)測(cè)試卡尺的第一種最佳實(shí)施例的部分原理圖，部分示意圖。
圖2A是按本發(fā)明構(gòu)成的一種傳感器的第二種實(shí)施例的一部分的局部頂視圖。
圖2B是圖2A所示傳感器另一部分的局部頂視圖。
圖3是按本發(fā)明構(gòu)成的一種傳感器的第三種實(shí)施例的一部分的局部透視圖。
圖4是按本發(fā)明構(gòu)成的一種絕對(duì)測(cè)試卡尺的另一實(shí)施例的示意圖的一部分。
圖5是按本發(fā)明構(gòu)成的卡尺的測(cè)試電路部分的一個(gè)典型實(shí)施例的原理方框圖。
圖6是圖5的測(cè)試電路中包括的傳感器激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器用的控制信號(hào)關(guān)系表。
圖7是圖5所示測(cè)試電路中包括的傳感器輸出信號(hào)組合器用的控制信號(hào)關(guān)系表。
圖8A-8E是圖5所示測(cè)試電路中包括的用微處理機(jī)控制器進(jìn)行的程序方框圖。
圖9是相對(duì)于響應(yīng)由圖5所示測(cè)試電路產(chǎn)生的組相位激勵(lì)信號(hào)組合而引起的傳感器輸出測(cè)試軸的空間關(guān)系曲線。
本發(fā)明將被作為便攜式和手動(dòng)式直線測(cè)量卡尺中的器具進(jìn)行描述。但是，本行業(yè)的普通技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不僅僅限于這些測(cè)試裝置，也能在進(jìn)行直線和角度兩者測(cè)量的大型和小型測(cè)試裝置的一個(gè)很大范圍內(nèi)應(yīng)用。
按本發(fā)明構(gòu)成的電容型直線絕對(duì)測(cè)試卡尺10的實(shí)施例示于圖1-2中，它適合于測(cè)試位置的低分辨力、中分辨力和高分辨力(近似、平均、精確分辨力)的絕對(duì)測(cè)試，從而使得有可能在一個(gè)寬的測(cè)量范圍內(nèi)得到高精密度絕對(duì)測(cè)試。卡尺10主要包括一個(gè)電容性傳感器12，電子測(cè)試儀100，用它將電激勵(lì)信號(hào)加到傳感器12上并處理由傳感器12產(chǎn)生的總的輸出信號(hào)，以確定一個(gè)給出的測(cè)試位置。傳感器12包括一個(gè)直線第一刻度尺或支承構(gòu)件20，和安裝在支承構(gòu)件20上的可滑動(dòng)的直線第二刻度尺或支承構(gòu)件30，以便相對(duì)構(gòu)件作縱軸移動(dòng)，從而限定了一個(gè)測(cè)試軸X。照慣例，有利的方式是能將對(duì)所制物體量綱測(cè)試的多個(gè)延伸卡尺臂(未畫出)裝備在支承構(gòu)件20和30上。支承構(gòu)件20和30之間的間隙大小約為0.05毫米(0.002吋)較為有利。
有七個(gè)電極陣列位于相應(yīng)的支承構(gòu)件上，它們彼此分別相對(duì)，與測(cè)試軸及相應(yīng)的卡尺臂成一直線，通常標(biāo)注成210A，210B，220A，220B，310，320A，320B。如下進(jìn)行的詳細(xì)說明，許多周期性變化的信號(hào)按予先規(guī)定的順序加到電極陣列310上，由電極陣列320A和320B的不同電結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的信號(hào)依據(jù)測(cè)試類型(近似、平均或精確)讀出。此外，為了說明方便，分別將陣列310電極稱為第一發(fā)射機(jī)電極，陣列210A和210B電極稱為第一接收機(jī)電極，陣列220A和220B電極稱為第二和第三發(fā)射機(jī)電極，而陣列320A和320B電極稱為第二和第三接收機(jī)電極，在從陣列310到陣列320A和320B的信號(hào)傳輸中，與電極陣列的相應(yīng)函數(shù)相符合。
位于支承構(gòu)件20的第一接收機(jī)電極陣列210A和210B是相同的交錯(cuò)陣列，它們最好的結(jié)構(gòu)如所示的那樣，用兩行隔離開的、具有同樣一致幾何形狀的第一接收機(jī)電極212A和212B交錯(cuò)構(gòu)成。電極212A沿測(cè)量軸以彼此相同的距離Pr1隔開(相應(yīng)端到相應(yīng)端的距離)，而電極212B也同樣以相同的距離Pr1沿測(cè)量軸相互隔開，所說距離Pr1是由所需的第一接收機(jī)電極波長(zhǎng)Wr1(刻度或精確波長(zhǎng)Wf)限定。
位于支承構(gòu)件30上的第一發(fā)射機(jī)電極陣列310最好包含一行隔離的第一發(fā)射機(jī)電極312，該電極312與電極陣列210A和210B相對(duì)設(shè)置，并與電極陣列210A和210B排成一條直線以便使電極陣列210A和210B的各個(gè)部分按照支承構(gòu)件20和30的相對(duì)位置成電容性耦合。
讓相應(yīng)的電極陣列310和210A/210B中的電極相對(duì)隔開有幾個(gè)原因。按照本發(fā)明進(jìn)行的低分辨力測(cè)試是將N周期變化的激勵(lì)信號(hào)按數(shù)字順序加到N組第一發(fā)射機(jī)電極312上，此處N等于3或大于3，使其在發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1內(nèi)建立一個(gè)具有予定變化電壓的電場(chǎng)，Wt1相當(dāng)于第一發(fā)射機(jī)電極組的間距Pg(相鄰電極組中先導(dǎo)電極之間邊與邊間的距離)。第一接收機(jī)電極陣列210A/210B相對(duì)于第一發(fā)射機(jī)電極陣列310需要的電極密度應(yīng)充分滿足在一個(gè)發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1范圍內(nèi)對(duì)第一發(fā)射機(jī)電極取樣，其結(jié)果是電容性耦合于第一發(fā)射機(jī)電極陣列310的第一接收機(jī)電極陣列210A/210B的一部分上的電壓分布，與第一發(fā)射機(jī)陣列上的電壓分布基本上是相同的。因此，第一接收機(jī)電極陣列210A/210B中的電極分布密度在相當(dāng)于發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1的距離內(nèi)應(yīng)至少有三個(gè)電極212A/212B。第一發(fā)射機(jī)電極312的間距Pt1由所需的精確波長(zhǎng)Wf部分確定，并要求至少三個(gè)第一接收機(jī)電極212A/212B位于發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1內(nèi)。
為了用相同的電極陣列和信號(hào)處理電路做精確測(cè)試，第一發(fā)射機(jī)電極312位于每一電極組中，以分別占領(lǐng)N組位置，每組位置代表一個(gè)不同的相對(duì)精確波長(zhǎng)段位置，這些波長(zhǎng)段位置是將發(fā)射波長(zhǎng)Wt1分成許多相對(duì)于精確波長(zhǎng)Wf的間隔而得到的，并將每一間隔分成N個(gè)相等段。第一發(fā)射機(jī)電極這種排列允許單個(gè)發(fā)射機(jī)電極的測(cè)試方位寬度比刻度波長(zhǎng)明顯增大。關(guān)于這些內(nèi)容，在申請(qǐng)人的題為“具有改進(jìn)的測(cè)試元件排列的電容型測(cè)試傳感器”的待審查美國(guó)專利申請(qǐng)中進(jìn)行了更充分的討論，這份待審查美國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)诖肆腥雲(yún)⒖嘉募小?br> 如圖2A所示，每一組中相應(yīng)的第一發(fā)射機(jī)電極312最好用連接件314使其相互電連接，同時(shí)終端電極組中的一組電極312與相應(yīng)的傳感器輸入接頭316相連用來將激勵(lì)信號(hào)按照信號(hào)連接到接頭316上的順序在予定順序上加到每一電極組中的相應(yīng)電極312上。
參看圖1-2，位于支承構(gòu)件20上的第二發(fā)射機(jī)電極陣列220A包括如圖所示的一行隔離的第二發(fā)射機(jī)電極222A，它與在一面的電極陣列210A相鄰并與電極陣列210A成一直線。第二發(fā)射機(jī)電極222A的每一電極通過連接電極224A電連接到接收機(jī)電極212A的一個(gè)相應(yīng)電極上，這樣，每一個(gè)第二發(fā)射機(jī)電極222A從相應(yīng)的第一接收機(jī)電極212A相對(duì)測(cè)試軸的空間偏移或位移的大小為Dc(X)，Dc(X)是第二發(fā)射機(jī)電極222A的相對(duì)于測(cè)試軸(沒畫出)上的基準(zhǔn)位置Rc的予先確定的位置函數(shù);而且，發(fā)射機(jī)電極222A與相應(yīng)的接收機(jī)電極212A之間的偏移不會(huì)由于在予定的最大近似測(cè)試范圍或波長(zhǎng)Wc(未畫出)內(nèi)發(fā)射波長(zhǎng)Wt1的超出量而改變。電極偏移程度最好是一線性函數(shù)，它隨第二發(fā)射機(jī)電極222A相對(duì)于基準(zhǔn)位置的距離增大而增大，但是，人們會(huì)發(fā)現(xiàn)電極偏移與第二發(fā)射機(jī)電極相對(duì)位置之間的關(guān)系可能是任何所希望的非線性函數(shù)。第二發(fā)射機(jī)電極222A相互間最好由相同的間距Pt2隔開，間距Pt2與間距Pr1不同，如所示的那樣，在電極偏移和第二發(fā)射機(jī)電極相對(duì)位置之間提供一個(gè)直線性關(guān)系。就這種排列而言，偏移程度Dc(X)有如下的關(guān)系Dc(X)＝(Pt2-Pr1)f(X)f(X)＝X/Pr1Dc(X)=( (Pt2-Pr1))/(Pt2) )X式中X代表第二發(fā)射機(jī)電極離開基準(zhǔn)位置的距離。
還會(huì)發(fā)現(xiàn)，與電極偏移程度有關(guān)的基準(zhǔn)位置Rc有可能被安置在卡尺近似波長(zhǎng)Wc的一端，如圖1和2所示實(shí)施例，也有可能被安置在卡尺近似波長(zhǎng)Wc的中間位置，如圖3所示實(shí)施例。將會(huì)發(fā)現(xiàn)，在圖1和2的排列中電極偏移程度對(duì)每對(duì)電極是唯一的，而在圖3所示的排列中，對(duì)稱地放置在相應(yīng)的基準(zhǔn)位置Rc上的第二發(fā)射機(jī)電極其偏移程度相同，但是在相對(duì)于測(cè)試軸的相反方向上，如所示的那樣。因此，在圖3的實(shí)施例中，偏移Dc(X)在+ 1/2 發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1和- 1/2 波長(zhǎng)Wt1之間變化。圖3所示的對(duì)稱偏移結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是限制了最大偏移Dc(X)，它使連接電極224的斜度和長(zhǎng)度減小，因此制造容易。
位于支承構(gòu)件20上的第三發(fā)射機(jī)電極陣列220B包括如所示的那樣，一行隔離的第三發(fā)射機(jī)電極222B在與第二發(fā)射機(jī)電極陣列220A相反的一邊上的第一接收機(jī)電極陣列210B相鄰，并與210B相對(duì)成直線。接收機(jī)電極組212B通過連接電極224B與相應(yīng)的發(fā)射機(jī)電極組222B電連接，如所示的那樣。在每一組相互連接的第一接收機(jī)電極和第三發(fā)射機(jī)電極組中，第三發(fā)射機(jī)電極222B從毗連的第一接收機(jī)電極212B空間偏移，它們與第一接收機(jī)電極的連接方式與第二發(fā)射機(jī)電極222A和第一接收機(jī)電極212A的連接方式相同，即每組中的偏移Dm(X)量是第三發(fā)射機(jī)電極222B位置相對(duì)于電極組中測(cè)試軸上基準(zhǔn)位置Rm的予定函數(shù)(線性或非線性)。測(cè)試距離中，偏移Dm(X)的變化，即被每組第三發(fā)射機(jī)電極222B復(fù)蓋的平均波長(zhǎng)Wm等于發(fā)送波長(zhǎng)Wt1。如圖所示的那樣，該組基準(zhǔn)位置Rm最好位于每組的中心，而每一組中的偏移Dm(X)在+ 1/2 發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1和- 1/2 波長(zhǎng)Wt1之間，對(duì)稱于所說的基準(zhǔn)位置變化。另外平均波長(zhǎng)的長(zhǎng)度最好應(yīng)當(dāng)是發(fā)射波長(zhǎng)的整數(shù)倍。該電極組按等于平均波長(zhǎng)Wm的間距重復(fù)。
近似波長(zhǎng)Wc最好是平均波長(zhǎng)Wm的整倍數(shù)，平均波長(zhǎng)Wm應(yīng)該是精確波長(zhǎng)Wf的整倍數(shù)。此外，平均波長(zhǎng)Wm的長(zhǎng)度應(yīng)是發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1的整倍數(shù)。近似測(cè)試需要確定位于平均波長(zhǎng)上的測(cè)試位置，而平均測(cè)試需要確定位于精確波長(zhǎng)上的測(cè)試位置。因此，平均測(cè)量的精度必須超過一個(gè)精確波長(zhǎng)，而近似測(cè)量精度應(yīng)超過一個(gè)平均波長(zhǎng)。
此外，近似波長(zhǎng)Wc，平均波長(zhǎng)Wm和精確波長(zhǎng)Wf之間的關(guān)系應(yīng)進(jìn)行選擇以得到一個(gè)好的精確度。例如，在圖2的實(shí)施例中，N＝8，Wc＝40Wm，Wm＝40Wf，對(duì)于1/320近似測(cè)量和平均測(cè)量的內(nèi)插分辨力將允許近似測(cè)量在平均波長(zhǎng)的1/8內(nèi)確定測(cè)量位置，而平均測(cè)量將可能在1/8精確波長(zhǎng)內(nèi)確定測(cè)量位置。這對(duì)小于一個(gè)波長(zhǎng)的最大允許誤差是一個(gè)非常好的限度。實(shí)際設(shè)計(jì)中Wf＝1.024毫米，精確的內(nèi)插分辨力是Wf/512，或2微米。總絕對(duì)測(cè)量范圍是40×40×1.024毫米＝1638毫米＝1.64米，在整個(gè)范圍內(nèi)的分辨力是2微米。
第三發(fā)射電極222B最好是用間距Pt3均勻地彼此隔開，這樣，第三發(fā)射機(jī)電極的偏移Dm(X)是電極組中電極相對(duì)位置的線性函數(shù)。正如圖1和3中分別所示。間距Pt3可以是一組第三發(fā)射機(jī)電極復(fù)蓋的距離(平均波長(zhǎng)Wm)，它小于(圖1)或大于(圖3)與第三發(fā)射機(jī)電極連接的第一接收機(jī)電極212B組復(fù)蓋的距離。在圖1的排列情況下可以看到，每個(gè)第一接收機(jī)電極212B均可以接到相應(yīng)的第三發(fā)射機(jī)電極222B上，但并不是每個(gè)第三發(fā)射機(jī)電極均能接到相應(yīng)的第一接收機(jī)電極上。也會(huì)發(fā)現(xiàn)圖3中的排列情況正好相反。至少在圖1的排列情況下，發(fā)現(xiàn)哪些沒有接到接收機(jī)電極212B去的發(fā)射機(jī)電極222B′應(yīng)接到接地導(dǎo)體225上(圖2)。
位于支承構(gòu)件30上的第二接收機(jī)電極陣列320A最好包括結(jié)構(gòu)形狀互補(bǔ)的兩個(gè)第二接收機(jī)電極322A、322A′，這兩個(gè)電極相鄰，與第二發(fā)射機(jī)電極陣列220A相對(duì)著排成一條直線。正如所示，電極322A，322A′有一長(zhǎng)的相對(duì)于測(cè)試軸周期性變化的形狀，電極322A，322A′的有效長(zhǎng)度是發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1的整倍數(shù)。從信號(hào)處理的觀點(diǎn)看，電極有一正弦形變化形狀，最好是圖1所示形狀。但是，如圖2所示的三角形或矩形也可以用。圖4中示出的是一種矩形形式，其中第二接收機(jī)電極陣列320包括一行隔離的矩形電極324，它位于支承構(gòu)件30上，與第二發(fā)射機(jī)電極陣列220A相對(duì)著成一直線。正如所示，電極324有相等的間距，并交替按正和負(fù)輸入信號(hào)連接到處理電路104。因此電極324總起來說相對(duì)于測(cè)試軸，隨予定的波長(zhǎng)Wr2有一周期性形狀，這在下面會(huì)更充分說明。
當(dāng)N個(gè)逐漸增大的不同周期變化的信號(hào)(或如下所討論的信號(hào)的一組組合)按數(shù)字順序根據(jù)電極組中相應(yīng)電極各自的物理位置加到N個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極312的每一組上。在第一發(fā)射機(jī)電極312上的總電場(chǎng)分布具有波長(zhǎng)Wt，并且該電場(chǎng)分布是電容性耦合到第一接收機(jī)電極212A上，然后通過連接電極224電容耦合到第二發(fā)射機(jī)電極222A，沿支承構(gòu)件20的偏移Dc(X)是根據(jù)每個(gè)第二發(fā)射機(jī)電極的距離從基準(zhǔn)位置Rc變化。第二接收機(jī)電極322A和322A′(324)的幾何結(jié)構(gòu)，當(dāng)電極的輸出不同地連接時(shí)，作為空間濾波器檢測(cè)電場(chǎng)分量，該電場(chǎng)分量取決于第二發(fā)射機(jī)電極偏移Dc(X)，正如上面所述，由于偏移與支承構(gòu)件20上的予定基準(zhǔn)位置的關(guān)系，偏移與支承構(gòu)件上的相對(duì)位置有關(guān)。在最佳實(shí)施例中，偏移Dc(X)是一線性函數(shù)，這用第二接收機(jī)電極構(gòu)形很容易實(shí)現(xiàn)，即使其有一周期或接收波長(zhǎng)Wr2，這樣，檢測(cè)波長(zhǎng)為一個(gè)發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1的電場(chǎng)分量校正第一接收機(jī)電極212A和第二發(fā)射機(jī)電極222A之間的間距差。簡(jiǎn)而言之，確定了第二接收機(jī)電極的形狀就能顯示出與發(fā)送波長(zhǎng)有下列關(guān)系的接收波長(zhǎng)Wr2上的電場(chǎng)曲線Wr2＝Wt1(Pt2/Pr1)與電極陣列320A同樣地構(gòu)成第三接收機(jī)電極陣列320B的形狀，并使320B與第三發(fā)射機(jī)電極陣列220B相對(duì)著排成一條直線。實(shí)際上，陣列320B的第二接收機(jī)電極322B的形狀類似陣列320A的電極，這就能顯示出在接收波長(zhǎng)Wr3上由第三發(fā)射機(jī)電極222B產(chǎn)生的電場(chǎng)曲線，接收波長(zhǎng)Wr3與發(fā)射波長(zhǎng)有如下關(guān)系Wr3＝Wt1(Pt3/Pr1)如圖3所示，最好用第一接收機(jī)電極212的單個(gè)陣列210代替圖1所示的雙陣列210A和210B。在圖3所示的實(shí)施例中，第二發(fā)射機(jī)電極220A接到第一接收機(jī)電極212的一端，而第三發(fā)射機(jī)電極220B接到第一接收機(jī)電極212的相對(duì)一端。此外，如圖1所示，第一接收機(jī)電極最好是正弦形結(jié)構(gòu)，這樣，電極間的空間形成一個(gè)基本上是全波形的正弦形曲線且平行于測(cè)試軸展開。
在精確測(cè)試模式中，第二接收機(jī)電極322A和322A′的輸出接頭電氣連接在一起，因此，電極陣列320A有效地起到在整數(shù)倍發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1內(nèi)展開的單個(gè)矩形電極的作用。同樣地，第三接收機(jī)電極322B，322B′的輸出接頭電氣連接在一起，也形成一個(gè)有效的單個(gè)矩形電極320B在整數(shù)倍發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)上展開。從第一接收機(jī)電極312通過第一接收機(jī)電極212A和聯(lián)結(jié)的第二發(fā)射機(jī)電極222A耦合到組合的第二接收機(jī)電極320A的信號(hào)將是周期性變化的，該變化是支承構(gòu)件20和30之間的距離相對(duì)于兩個(gè)支承構(gòu)件上的基準(zhǔn)位置的函數(shù)，其波長(zhǎng)等于第一接收機(jī)電極陣列210A的波長(zhǎng)Wr1。
同樣地，從第一發(fā)射機(jī)電極312通過第二接收機(jī)電極212B和聯(lián)結(jié)的第三發(fā)射機(jī)電極222B耦合到組合的第三接收機(jī)電極320B的信號(hào)是同樣的周期函數(shù)，其相位比組合的第二接收機(jī)電極320A產(chǎn)生的信號(hào)相位相差180度。
第一發(fā)射機(jī)電極和第二/第三接收機(jī)電極320A/320B的精確結(jié)構(gòu)形狀之間的這些信號(hào)傳遞函數(shù)形狀取決于第一發(fā)射機(jī)電極和第一接收機(jī)電極的形狀。如果相應(yīng)的電極是矩形，那么對(duì)于支承構(gòu)件20和30之間的小間隙來說，傳遞函數(shù)是一復(fù)合的三角形波形，并隨間隙增大而變成正弦形。將第一接收機(jī)電極做成正弦形，如圖1所示，獲得的正弦形傳遞函數(shù)與支承構(gòu)件之間的間隙大小無關(guān)。
對(duì)第一發(fā)射機(jī)電極的第一個(gè)電極，上述的精確型傳遞函數(shù)Tf1可以用數(shù)學(xué)式表示為Tf1＝Cf0+CfSin( (2πX)/(Wf) )式中Cf0＝恒定電容量，Cf＝可變電容量的范圍。
對(duì)第一發(fā)射機(jī)電極的第二個(gè)電極，離開所述的第一發(fā)射機(jī)電極的第一個(gè)電極的距離為d(在X軸測(cè)試方向)，精確模式傳遞函數(shù)Tf2能用如下d相對(duì)于Tf1傳遞函數(shù)的函數(shù)來表示Tf2(d)＝Cf0+CfSin( (2π(X-d))/(Wf) )如上述的和申請(qǐng)人所述的作為參考的待審查的申請(qǐng)中所述的那樣，選擇第一發(fā)射機(jī)電極之間的間距為d，在一組N個(gè)電極組中，第一發(fā)射機(jī)電極被分布在幾個(gè)精確波長(zhǎng)Wf內(nèi)，并在一組第一發(fā)射機(jī)電極中的第一個(gè)電極與第n個(gè)電極之間的間距dn可以確定為
dn＝n(Wf/N)+(Mn)(Wf)式中Mn是一個(gè)相應(yīng)于刻度波長(zhǎng)間隔的整數(shù)，電極組中第n個(gè)電極被安置在其中。
就精確測(cè)試而言，系數(shù)Mn可以是任何整數(shù)，因?yàn)镾in(V+M2π)＝Sin(V)假如M＝整數(shù)。
因此對(duì)于第一發(fā)射機(jī)電極在電極組內(nèi)的每一“相位”位置的傳遞函數(shù)能與M無關(guān)的定義為Tn＝Cf0+CfSin〔2π( (X)/(Wf) - (n)/(N) )〕這說明在一組電極中，N個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極構(gòu)成N“相”具有正弦形傳遞函數(shù)的電極，它們相互間的相對(duì)“相位移”為360/N度。
在近似和平均測(cè)試模式中，第二和第三接收機(jī)電極的輸出連接不同，即被處理的近似測(cè)試信號(hào)不同于來自第二接收機(jī)電極322A和322A′的信號(hào)，被處理的平均測(cè)試信號(hào)不同于來自第三接收機(jī)電極322B和322B′的信號(hào)。特別提及近似測(cè)試模式(平均測(cè)試模式的說明是類似的)，為了構(gòu)成第二接收電極情況，用正弦形分割線使之互相隔開，如圖1所示，第二發(fā)射機(jī)電極222A和第二接收機(jī)電極322A之間的電容量是支承構(gòu)件之間相對(duì)位移X的函數(shù)C″(X)=Cco+CcSin(2π( (X)/(Wr2) - (n)/(N) )]式中Cc0＝一個(gè)恒定電容量，Cc＝電容量的可變范圍。
對(duì)于互補(bǔ)的第二接收機(jī)電極322A′，相應(yīng)的電容量函數(shù)為C″(X)=Cco+CcSin[(2π( (X)/(Wr2) - (n)/(N) )]
微分組合電容量函數(shù)得到C(X)=C″(X)-C″(X)=2CcSin[(2π( (X)/(Wr2) - (n)/(N) )]信號(hào)從第一發(fā)射機(jī)電極312的第一個(gè)電極通過第一接收機(jī)電極212A和第二發(fā)射機(jī)電極222A，到第二接收機(jī)電極322A，322A′的傳遞函數(shù)是一個(gè)由第一接收機(jī)電極產(chǎn)生的精確波長(zhǎng)調(diào)制的組合函數(shù)，上面確定的電容量函數(shù)為Tc1(X)＝〔Cf0+CfSin( (2πX)/(Wf) )〕〔Cc0+CcSin( (2πD(X))/(Wc) )〕-〔Cf0+CfSin( (2πX)/(Wf) )〕〔CC0-CCSin( (2πD(X))/(Wc) )〕＝〔Cf0+CfSin( (2πX)/(Wf) )〕〔2CcSin( (2πD(X))/(Wc) )〕與前述的第一發(fā)射機(jī)電極的第一個(gè)電極相隔N/2個(gè)相位位置的第一發(fā)射機(jī)電極中的第二個(gè)電極將同時(shí)具有翻轉(zhuǎn)的精確和近似正弦函數(shù)，并且第二個(gè)接收機(jī)電極的傳遞函數(shù)是Tc2(x)＝-〔Cf0-CfSin( (2πx)/(Wf) )〕〔2CCSin( (2πD(X))/(Wc) )〕將一個(gè)與加到第一發(fā)射機(jī)電極的第一個(gè)電極上的信號(hào)相反的信號(hào)加到第一發(fā)射機(jī)電極的第二個(gè)電極上，由于兩個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極的組合產(chǎn)生下列的總傳遞函數(shù)Tc(x)＝Tc1(x)-Tc2(x)＝4(Cf0)(Cc)(Sin( (2πD(X))/(Wc) ))組合的傳遞函數(shù)與第一接收機(jī)電極的精確波長(zhǎng)調(diào)制無關(guān)，只與第一接收機(jī)電極212和關(guān)聯(lián)的第二發(fā)射機(jī)電極222A之間的偏移D(X)有關(guān)，可以用這種函數(shù)關(guān)系進(jìn)行近似的位置測(cè)試。
從上述的情況可以看出，可以用本發(fā)明的傳感器電極排列作空間濾波器，其濾波功能是容易通過第二接收機(jī)電極輸出的不同電氣連接改變它的幾何形狀來變換的，從而得到傳感器幾何形狀所需要的部分(或者第一接收電極精確波長(zhǎng)的調(diào)制，或者是在表征偏移D(X)的第二發(fā)射機(jī)電極上已調(diào)制的發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)信號(hào)分布)，并去掉其它部分。
如上所注意到的，第二和第三接收機(jī)電極322A，322A′，322B和322B′可以有不同的形狀，其結(jié)果是每一電極陣列的關(guān)聯(lián)電極之間的分隔線可以是除正弦形外的其它形狀，如三角形或矩形。這樣交替的電極排列也可以提供上述所需的空間濾波功能，且通常只需第二發(fā)射機(jī)電極與第二接收機(jī)電極間的傳遞函數(shù)滿足下列條件C(X)＝C(X-Wr2/2)還會(huì)發(fā)現(xiàn)，相應(yīng)的傳感器輸出信號(hào)波形相對(duì)于基準(zhǔn)位置的空間位置也與傳感器支承構(gòu)件20和30相互間的相對(duì)位置有關(guān)，它是使用測(cè)量瞬時(shí)信號(hào)相位漂移確定測(cè)試位置能實(shí)現(xiàn)的基本關(guān)系。
按照本發(fā)明，根據(jù)所說的原理，由至少一個(gè)低分辨力測(cè)試和一個(gè)高分辨力測(cè)試的組合導(dǎo)出絕對(duì)位置測(cè)試。最好采用一個(gè)低分辨力測(cè)試、一個(gè)中分辨力測(cè)試和一高分辨力測(cè)試的組合來獲得在擴(kuò)大的測(cè)試范圍內(nèi)的精確絕對(duì)測(cè)試。將激勵(lì)信號(hào)按予定的順序或相位組合加到第一發(fā)射機(jī)電極和相連的第二/第三接收機(jī)電極上以按不同的測(cè)試模式提供合適的空間濾波的方法，從相同電極陣列獲得多級(jí)測(cè)試。第一和第二/第三發(fā)射機(jī)電極的幾何排列是使它有能獲得N個(gè)分布的相位位置作為有精確波長(zhǎng)的電容量函數(shù);并能獲得也具有延伸在幾個(gè)精確波長(zhǎng)上的較長(zhǎng)波長(zhǎng)的N個(gè)分布相位位置，同時(shí)它分別通過第一接收機(jī)電極和第二、第三發(fā)射機(jī)電極間的相應(yīng)偏移Dc(x)和Dm(x)傳送近似和平均位置的信息。
上面討論的不同傳遞函數(shù)主要是電容量函數(shù)，對(duì)每種測(cè)試模式(近似、平均、精確)在每一測(cè)試波長(zhǎng)Wc、Wm、Wf中的絕對(duì)位置可以用許多不同的已知的電容性位置測(cè)試電路來測(cè)量。例如包括申請(qǐng)人前面提到在此作參考資料的待審查專利申請(qǐng)中的電路和申請(qǐng)人前面提到在此參考的美國(guó)專利4420754號(hào)中所說的電路。這些電路是基于采用不同相位位置的周期性信號(hào)連續(xù)激勵(lì)發(fā)射機(jī)電極，使其均勻分布在N個(gè)輸入上，并基于測(cè)量所得到的合成信號(hào)相對(duì)相位位置的接收機(jī)和計(jì)算電路能在以下限定條件內(nèi)很方便的被使用a)如果選擇的傳感器電極的幾何形狀對(duì)所有的測(cè)試模式采用相同的激勵(lì)信號(hào)順序連接，近似、平均，精確測(cè)試能用上述種類的三個(gè)并聯(lián)電路同時(shí)進(jìn)行，并從這些測(cè)量的輸出數(shù)據(jù)中能夠計(jì)算出絕對(duì)位置值。
b)如果選擇的傳感器電極的幾何形狀對(duì)精確、平均/近似測(cè)試要求不同的激勵(lì)信號(hào)連接順序，則在測(cè)試模式之間必須按時(shí)進(jìn)行多次測(cè)量。
c)如果近似、平均、精確三種測(cè)試模式是通過同樣的測(cè)試電路依次多步進(jìn)行，則必須允許有足夠的時(shí)間使每一種測(cè)試模式使信號(hào)在取得測(cè)量值之前獲得穩(wěn)定狀態(tài)條件(允許在濾波器和積分器中的時(shí)間恒定)。
電子測(cè)試儀100的最佳實(shí)施例示于圖5中，它的優(yōu)點(diǎn)是比前面提到的連續(xù)信號(hào)相位測(cè)試方法快，在測(cè)試模式之間通過一公共電子測(cè)試電路重復(fù)測(cè)試，而在三個(gè)模式之間不需要調(diào)整時(shí)間。通常，圖5中的測(cè)試儀用雙等變率(dual-ramp)模-數(shù)(A/D)變換方法測(cè)量每一測(cè)試模式中激勵(lì)信號(hào)的不同“組相位”組合產(chǎn)生的傳感器輸出信號(hào)比。
為了更清楚起見，下面的說明將涉及一個(gè)典型實(shí)施例的傳感器12，這種傳感器的電極形狀如圖2所示，具有下列參數(shù)波長(zhǎng)Wf＝1.024毫米Wm＝40Wf＝40.096毫米Wc＝40Wm＝1638.4毫米第一發(fā)射機(jī)電極間隙Pt1＝5/8(Wf)激勵(lì)信號(hào)“組相位”組合數(shù)N＝8N個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極構(gòu)成的每組電極的激勵(lì)信號(hào)連接順序近似/平均測(cè)試模式1-2-3-4-5-6-7-8精確測(cè)試模式1-6-3-8-5-2-7-4如圖5所示，電子測(cè)試儀包括一個(gè)微處理機(jī)控制器110，用于控制其他部分的工作，并對(duì)組合測(cè)試數(shù)據(jù)作必要的計(jì)算;一個(gè)傳感器激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器120，用于產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)400的予定組相位組合響應(yīng)由控制器110產(chǎn)生的控制信號(hào)112;一個(gè)傳感器輸出信號(hào)組合器130響應(yīng)于控制器110產(chǎn)生的控制信號(hào)113，用于選擇性地連接第二接收機(jī)電極陣列320A的輸出410和第三接收機(jī)電極陣列320B的輸出420，以不同的組合得出總的傳感器輸出信號(hào)430，按測(cè)試模式進(jìn)行隨后的處理。這在下面要更充分討論，一個(gè)雙等變率A/D變換器140響應(yīng)于控制信號(hào)114，用于轉(zhuǎn)換成對(duì)依次合成的輸出信號(hào)430的幅度比，它表示通過傳感器的不同傳輸路徑對(duì)于時(shí)間間隔T用控制器110可以從每種測(cè)試模式中的位置測(cè)量導(dǎo)出;顯示器150響應(yīng)由控制器110產(chǎn)生的輸出信號(hào)115，用于顯示控制器110計(jì)算出的位置數(shù)。
如圖5所示，傳感器激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器120最好包括一個(gè)時(shí)鐘脈沖振蕩器122，以產(chǎn)生頻率為f0的高頻矩形波時(shí)鐘脈沖信號(hào)123;和一個(gè)調(diào)制器128產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)的和非翻轉(zhuǎn)的信號(hào)123的予定的指令順序(即組相位組合)作為傳感器激勵(lì)信號(hào)400。時(shí)鐘脈沖頻率f0最好選擇成使每個(gè)時(shí)鐘脈沖周期與由所需精確波長(zhǎng)分辨力的增量表征的相位漂移相符。正如所示，調(diào)制器128最好包括N個(gè)異-或邏輯門128-1至128-8構(gòu)成的一個(gè)陣列，每個(gè)門有一個(gè)輸入連接在時(shí)鐘脈沖信號(hào)123而另一個(gè)輸入連接到與控制器控制信號(hào)112響應(yīng)的只讀存儲(chǔ)器126(ROM1)產(chǎn)生的門控信號(hào)127-1至127-8，如表6所示，控制信號(hào)112最好是四位二進(jìn)制字，其數(shù)量由畢特U，V，W和F/MC決定，確定了ROM1輸出127-1至127-8的16個(gè)不同組相位組合，8個(gè)用于高分辨力(F)測(cè)試模式(畢特F/MC＝1)，8個(gè)用于低分辨力(C)和中分辨力(M)測(cè)試模式(畢特F/MC＝0)。(正如本行業(yè)普通技術(shù)人員所了解的，當(dāng)門控信號(hào)127是低時(shí)(0)，相聯(lián)的門128產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)為時(shí)鐘脈沖信號(hào)123，而當(dāng)門控信號(hào)是高的(1)時(shí)，產(chǎn)生的激勵(lì)信號(hào)相對(duì)于信號(hào)123翻轉(zhuǎn))。
如圖5所示，激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器120產(chǎn)生的相應(yīng)激勵(lì)信號(hào)400最好以固定的連續(xù)的數(shù)字順序接到相應(yīng)的傳感器輸入接頭316-1至316-8上，有N個(gè)電極的每一組中的第一發(fā)射機(jī)電極被分別接到傳感器輸入接頭上，其連接是按照電極在電極組中的物理排列的相對(duì)順序而與電極組占據(jù)的相對(duì)精確波長(zhǎng)段(相位)位置的順序相反。簡(jiǎn)言之，第一信號(hào)400-1加到每組中第一發(fā)射機(jī)電極312-1，第二信號(hào)400-2加到每組中第二發(fā)射機(jī)電極312-2，按此方式，將第N個(gè)信號(hào)400-N加到每組中的第N個(gè)發(fā)射機(jī)電極312-N上。因此，在近似、平均測(cè)試模式中，各種組相位組合是由四個(gè)連續(xù)的不翻轉(zhuǎn)的和四個(gè)連續(xù)的翻轉(zhuǎn)的激勵(lì)信號(hào)順序構(gòu)成，由于加上未翻轉(zhuǎn)的和已翻轉(zhuǎn)的信號(hào)的電極在每組中使一個(gè)電極組相位位置依次的從一個(gè)組相位組合移至下一個(gè)。這就是說，對(duì)圖6所示的組相位組合K＝1，用未翻轉(zhuǎn)的激勵(lì)信號(hào)饋入傳感器輸入接頭316-1至316-4，而已翻轉(zhuǎn)的激勵(lì)信號(hào)饋入接頭316-5至316-8。對(duì)下一個(gè)相繼的組相位組合(K＝2)，使未翻轉(zhuǎn)的信號(hào)饋入接頭316-2至316-5，而翻轉(zhuǎn)的信號(hào)饋入316-6至316-1;依次繼續(xù)進(jìn)行。
比較起來，在精確測(cè)試模式中，因?yàn)樵谒f例子中采用的電極幾何形狀，所以必須將激勵(lì)信號(hào)400的相同組相位組合按在電極組中每個(gè)電極的相對(duì)相位位置(精確波長(zhǎng)段位置)加到每一組中的第一發(fā)射機(jī)電極上。激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器輸出400固定連接到傳感器輸入接頭，這就需要產(chǎn)生第二次校準(zhǔn)組相位組合，如圖6所示，精確模式對(duì)每個(gè)輸入接頭316與相對(duì)精確波長(zhǎng)段位置關(guān)系反映如下接頭號(hào)電極段位置316-11316-26316-33316-48316-55
316-62316-77316-84可發(fā)現(xiàn)較為有利的是激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器120的輸出400通過可控接口電路交替的接到傳感器輸入接頭316，可控接口電路確定加到輸入接頭上的相應(yīng)激勵(lì)信號(hào)在電路中的順序，在這種情況下，只需對(duì)激勵(lì)信號(hào)的組相位組合校準(zhǔn)。還可發(fā)現(xiàn)，對(duì)其它傳感器電極幾何形狀，例如N＝8，Wt1＝9Wr1，在每組中第一發(fā)射機(jī)電極占據(jù)的相對(duì)精確波長(zhǎng)段位置順序是增大數(shù)字順序1-2-3-4-5-6-7-8，因此，在近似/平均測(cè)試和精確測(cè)試兩種情況下能采用相同的組相位組合的校準(zhǔn)。
如圖5所示，傳感器輸出信號(hào)組合器130最好包括一個(gè)電子轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)，通常標(biāo)注成132，響應(yīng)由只讀存儲(chǔ)器134(ROM2)產(chǎn)生的二進(jìn)制轉(zhuǎn)換控制信號(hào)133，根據(jù)兩位字控制器信號(hào)113指示測(cè)試模式，和一個(gè)接到轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)132輸出上的微分放大器電路136，并產(chǎn)生一個(gè)作為輸出的總的傳感器輸出信號(hào)430。如圖所示，轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)132有四個(gè)輸入接頭A、B、C、D，它們分別接到傳感器輸出410和420上。形狀S11、S12、S13、S14、S21、S22、S23、S24、S25和S26響應(yīng)控制信號(hào)133，如圖7所示，當(dāng)相應(yīng)的控制信號(hào)是高位時(shí)(圖7中的“1”)，這些開關(guān)是在圖5所示的上位(例如開關(guān)S11)，當(dāng)相應(yīng)的控制信號(hào)是低位時(shí)(圖7中的“0”)，開關(guān)是在圖5所示的下位(例如S21)。如所示的，開關(guān)S11-S26相互連接，使總的信號(hào)430構(gòu)成下面的輸入組合，響應(yīng)具有圖7所示數(shù)量的轉(zhuǎn)換控制信號(hào)133，對(duì)于三種測(cè)試模式的每一種是精確信號(hào)430＝(A+B)-(C+D)平均信號(hào)430＝C-D近似信號(hào)430＝A-B如圖5所示，A/D轉(zhuǎn)換器包括一個(gè)同步解調(diào)器142，它由用于產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)400的同一時(shí)鐘脈沖信號(hào)123控制，為了產(chǎn)生一個(gè)已解調(diào)的DC傳感器信號(hào)440與信號(hào)組合器130產(chǎn)生的總傳感器輸出信號(hào)430的幅度成正比;一個(gè)積分器144對(duì)傳感器信號(hào)440的雙等變率積分對(duì)的控制信號(hào)114起反應(yīng)，在下面進(jìn)一步詳細(xì)說明;一個(gè)比較器146用于檢測(cè)積分器144產(chǎn)生的積分輸出信號(hào)450的極性和零交叉，并產(chǎn)生反饋信號(hào)115給控制器110，在下面將更詳細(xì)說明。
控制器110程序控制傳感器激勵(lì)信號(hào)發(fā)生器120，傳感器輸出信號(hào)組合器130和A/D轉(zhuǎn)換器140;并按圖8A-8E所示流程圖處理測(cè)試數(shù)據(jù)以獲得位置數(shù)值。圖8A列舉了控制位置測(cè)試的主測(cè)試程序，當(dāng)控制器110按普通方式作用，開始測(cè)試時(shí)(51000步驟)，依次進(jìn)行近似、平均和精確測(cè)試的子程序(S1200、S1300和S1400步驟)以獲得低分辨力、中分辨力和高分辨力刻度尺位置值Mc、Mm、Mf。正如下面要更詳細(xì)說明的，中分辨力和高分辨力模式測(cè)試子程序每一步運(yùn)算引起校正，適當(dāng)?shù)膹臏y(cè)試前電平獲得刻度尺位置量。在精確模式測(cè)試子程序完成之后就立即獲得三個(gè)刻度尺位置量Mc，Mm，Mf的最后量，刻度尺位置被轉(zhuǎn)變成(S1500步驟)一絕對(duì)位置測(cè)試量MP。一個(gè)測(cè)試周期是由與顯視器170顯示的位置測(cè)量值有關(guān)的程序進(jìn)行常規(guī)操作(S1600步驟)完成。例如，這樣的操作最好能包括校正位置測(cè)試值對(duì)任何零點(diǎn)偏移;將位置測(cè)試值轉(zhuǎn)換成時(shí);將二進(jìn)制量轉(zhuǎn)換成合適的輸出數(shù)據(jù)形式;例如，二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制(BCD);并轉(zhuǎn)換成所需的顯示數(shù)據(jù)形式。
如下進(jìn)一步地說明，對(duì)每一種測(cè)試模式的解調(diào)總傳感器輸出信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換由列舉的傳感器12的例子標(biāo)示出來，因此，刻度尺位置量數(shù)據(jù)中的每個(gè)遞增變化使傳感器支承構(gòu)件相對(duì)于測(cè)試軸的相應(yīng)位移關(guān)系如下精確模式1數(shù)據(jù)增量＝1024/512＝2微米平均模式1數(shù)據(jù)增量＝40× 1024/320 ＝128微米近似模式1數(shù)據(jù)增量＝40× 1024/8 ＝5120微米此外，刻度尺位置量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的位置測(cè)試量(步驟1500)只要求按下列的加權(quán)公式組合三個(gè)刻度尺位置量Mp＝2Mf+128Mm+5120Mc如圖8B-8D指出的在近似、平均和精確三種模式的任何一種中，進(jìn)行同樣的A/D轉(zhuǎn)換(AC)子程序(步驟S1240，S1340，S1440)。在每一測(cè)試模式中，控制器110一開始選擇發(fā)生傳感器激勵(lì)信號(hào)400的N個(gè)可能的組相位組合的第K個(gè)組相位組合，如下面要更詳細(xì)說明的，控制信號(hào)組合器130產(chǎn)生適合于測(cè)試模式的總傳感器輸出信號(hào)430。參看圖8E的流程，根據(jù)ADC子程序控制器110首先使積分器144重新校準(zhǔn)到予定的“0”輸出電壓(步驟S1710)(本行業(yè)的普通技術(shù)人員會(huì)發(fā)現(xiàn)積分器的“0”電平不需要是絕對(duì)零電壓，但可能是電路設(shè)計(jì)時(shí)選擇的使信號(hào)為“0”的電平的任何電壓電平)。然后，控制器110使積分器對(duì)解調(diào)的總傳感器輸出信號(hào)440積分作為予定的時(shí)間周期T0(步驟S1720)。然后控制器110校驗(yàn)(步驟S1730)積分器輸出450的極性使與比較器140(信號(hào)115)讀出的極性一致。極性指示器常數(shù)P根據(jù)讀出的極性(步驟S1740和1750)校準(zhǔn)到正或負(fù)1值。而后，控制器110根據(jù)K+2P的量(步驟S1760)選擇傳感器激勵(lì)信號(hào)400的一個(gè)新的第K個(gè)組相位組合，并對(duì)由新的組相位組合激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生的解調(diào)總傳感器輸出信號(hào)400積分，直至積分器144的輸出達(dá)到比較器146(步驟S1770)讀出為“0”。在第二次積分過程中，積分時(shí)間T由控制器110中的內(nèi)部計(jì)算器測(cè)量，并被時(shí)鐘脈沖信號(hào)123增大，直至比較器輸出信號(hào)115指示一個(gè)零的積分器輸出為止。如果在第二次積分間隔中積分器輸出在預(yù)定時(shí)間Tmax達(dá)不到零，則每一種測(cè)試模式子程序?qū)⑦M(jìn)入循環(huán)外的ADC子程序(步驟S1250，S1350，S1450)，并且改變所用的激勵(lì)信號(hào)組相位組合以在ADC子程序(步驟S1720)的最初積分過程中產(chǎn)生積分的最初傳感器輸出信號(hào)440，正如下面要更詳細(xì)說明的。
上述的ADC子程序的任務(wù)是測(cè)試以下的系數(shù)，Ⅰ)總傳感器輸出信號(hào)系數(shù)，能從激勵(lì)信號(hào)組相位組合的校準(zhǔn)中獲得，對(duì)給定的測(cè)試模式產(chǎn)生一個(gè)接近于零交叉(Zero-Crossing)的信號(hào)，作為上述的精確和近似/平均的傳遞函數(shù);以及Ⅱ)作為傳遞函數(shù)的總傳感器輸出信號(hào)，與初始信號(hào)相差四分之一波長(zhǎng)。參見圖9，如果實(shí)測(cè)位置Xp所處的位置相對(duì)于零交叉位置X0的關(guān)系如圖9所表示的，用圖6所示K＝1組相位組合激勵(lì)信號(hào)通過積分器144完成的第一積分將產(chǎn)生一個(gè)輸出電壓V1＝VSin〔2π( (X)/(W) - 1/8 )〕;式中的V等于激勵(lì)信號(hào)400的輸入電壓，W等于近似、平均、精確波長(zhǎng)Wc、Wm、Wf。在第一積分間隔中，積分器的最終輸出電壓將是電壓V1乘以時(shí)間T0。
參見圖9，電壓V1應(yīng)該為正(P＝1)，而下一個(gè)積分間隔應(yīng)由K+2＝3的組相位組合的激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生的傳感器輸出信號(hào)完成，它引起一個(gè)相反的積分器輸出。也就是說，積分器輸入電壓應(yīng)有一幅度V3＝VSin〔2π( (X)/(W) - 3/8 )〕。因?yàn)椋撔盘?hào)的相位比第一信號(hào)超出90度(在該例中為負(fù))，積分器輸出將朝零減小。當(dāng)積分器信號(hào)在時(shí)間T時(shí)達(dá)到零，V1T0-V3T＝0，從而T＝T0(V1/V3)。V1和V3是Xp的正弦函數(shù)，Xp是相對(duì)于基準(zhǔn)位置的傳感器支承構(gòu)件的相對(duì)位置，V3與V1差90度，上述的T的等式是一正切函數(shù)T＝T0tg(2π(X/W-1/8)〕該正切函數(shù)在角度高到22.5度(W/16)一段有較好的直線性。因而能夠用T值作為測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的線性計(jì)算確定該范圍內(nèi)的測(cè)試位置Xp(如果要求提高精度，可在隨后的計(jì)算機(jī)處理中修正因線性函數(shù)而產(chǎn)生的正切函數(shù)的偏差)。
為了取得正切函數(shù)中上述的直線性優(yōu)點(diǎn)，用給定的組相位組合激勵(lì)信號(hào)在僅限定的空間范圍Xa內(nèi)進(jìn)行測(cè)試，比較第二積分時(shí)間T與予定的最大值確保測(cè)試在該范圍內(nèi)進(jìn)行。如果時(shí)間T超過予定的最大值，用新的組相位組合激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行初始積分，并重復(fù)處理直至獲得在予定極限中的第二積分時(shí)間T。
作為一個(gè)特例，上述的傳感器12的典型實(shí)施例，320(即40×8)刻度尺位置量數(shù)據(jù)增量最好等于相應(yīng)測(cè)試模式中的一個(gè)近似波長(zhǎng)Wc和一個(gè)平均波長(zhǎng)Wm;而512(64×8)刻度尺位置量增量等于精確測(cè)試模式中一個(gè)精確波長(zhǎng)Wf。因此空間范圍Xa＝360/16度相當(dāng)于近似和平均模式中的320/16＝20的數(shù)據(jù)增量，以及精確模式中的512/16＝32的數(shù)據(jù)增量。計(jì)算值大于相應(yīng)測(cè)試模式中的兩個(gè)值，因此在空間范圍Xa之外。適當(dāng)?shù)匦?zhǔn)積分時(shí)間T0和TmaxTmax＝20＝T0tg(360/16)-對(duì)近似和平均測(cè)試模式;
Tmax＝32＝T0tg(360/16)-對(duì)精確測(cè)試模式。
這種關(guān)系在近似和平均測(cè)試模式中產(chǎn)生對(duì)于T0的48時(shí)鐘脈沖周期，對(duì)精確測(cè)試模式產(chǎn)生77時(shí)鐘脈沖周期。
參見圖8B，用產(chǎn)生控制信號(hào)113使近似測(cè)試模式子程序起動(dòng)(步驟S1210)，控制信號(hào)113校準(zhǔn)傳感器輸出信號(hào)組合器130，以產(chǎn)生適合于上述的近似測(cè)試模式的總傳感器輸出430。控制器110接著從圖6所示的近似/平均組合中選擇一個(gè)組相位組合數(shù)K(步驟S1220)。在上述的近似測(cè)試過程中，最好在開始起動(dòng)后，校準(zhǔn)K值使等于計(jì)算值Kc。在大多數(shù)情況下，若測(cè)試位置量變化率不大，則所選的指標(biāo)應(yīng)使初始的K數(shù)值很接近被測(cè)試位置的正確值。在無先前的K值情況下，例如，切斷電源狀態(tài)之后卡尺起動(dòng)時(shí)，能用K的任意值作為最初值。在近似測(cè)試模式過程，使程序保持重復(fù)直至達(dá)到K的正確值。
一旦K的數(shù)值選定，傳感器激勵(lì)信號(hào)的相應(yīng)組相位組合也就產(chǎn)生(步驟S1230)，并且上述的ADC子程序就完成(步驟S1240)。將ADC子程序產(chǎn)生的第二積分時(shí)間T與Tmax比較，對(duì)近似測(cè)試模式而言，上述的典型實(shí)施例Tmax為20(步驟S1250)。對(duì)T值大于20的，根據(jù)ADC子程序發(fā)生的P值將K數(shù)在一個(gè)步驟上調(diào)上或調(diào)下(步驟S1260)。此后，測(cè)試循環(huán)(步驟S1230-S1260)隨所用的新K數(shù)再重復(fù)以選擇使用的激勵(lì)信號(hào)初始組相位組合，產(chǎn)生初始的總傳感器輸出信號(hào)430。繼續(xù)該過程直至從ADC子程序獲得的時(shí)間T值不大于20。
接著用K值校正Kc值，因?yàn)閷?duì)它來說測(cè)試時(shí)間T是處于予定極限內(nèi)。將用Kc值作為下次近似測(cè)試的初始K值，并且還用它來獲得該近似刻度尺位置的Mc值。典型的實(shí)施例要求Mc＝40Kc+PT在典型實(shí)施例情況下，Mc值完全能夠在0至319的范圍內(nèi)。當(dāng)Mc的計(jì)算值超出該范圍時(shí)，控制器110運(yùn)行“包絡(luò)”(Wrap-arownd)計(jì)算，即321的計(jì)算值等于1的測(cè)量值，-3的計(jì)算值等于317的計(jì)算值。通過選擇使近似波長(zhǎng)測(cè)試分辨力為320，Mc值的每一個(gè)增量等于1/(40×8)等平均測(cè)試模式中的一個(gè)相位步程(等于一個(gè)K增量)。
參看圖8c，平均測(cè)試模式子程序與近似模式子程序基本相同?？刂破?10由產(chǎn)生一個(gè)控制信號(hào)113起動(dòng)(步驟S1310)，控制信號(hào)113校準(zhǔn)信號(hào)組合器130以產(chǎn)生適用于平均測(cè)試的總傳感器輸出信號(hào)430，接著(步驟S1320)控制器計(jì)算來自圖6所示的近似/平均組合的激勵(lì)信號(hào)組相位組合的K數(shù)。與近似模式子程序不同的是，平均模式子程序使用按公式K＝Mc-N(Int(Mc/N))，從近似模式計(jì)算中得到的近似刻度尺位置量Mc，式中Int(Mc/N)是Mc/N比的整數(shù)值。
隨后，控制器110引起產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)K組相位組合，并執(zhí)行ADC子程序(步驟S1330和S1340)。與近似模式子程序類似，若第二積分時(shí)間T值超過20，按ADC子程序產(chǎn)生的P值將用于計(jì)算K的Mc值在一個(gè)步驟上調(diào)上或調(diào)下(步驟S1360)。此后，測(cè)量循環(huán)隨新的K數(shù)再重復(fù)。該過程繼續(xù)到第二積分時(shí)間T值在予定極限中從ADC子程序獲得為止。校正Km值(步驟S1370)，并用計(jì)算公式(對(duì)典型實(shí)施例)算出平均刻度尺位置量Mm(步驟S1380)Mm＝40Km+PT平均模式中也用了一個(gè)與近似模式中使用的類似包絡(luò)計(jì)算以導(dǎo)出Mm值。選擇320為一個(gè)平均波長(zhǎng)分辨力，使平均刻度尺位置量中的一個(gè)增量等于1/(40×8)，等于精確測(cè)試模式中一個(gè)相位步程(等于1K增量)。
參看圖8d，精確測(cè)試模式子程序一般與平均模式子程序相似。校準(zhǔn)信號(hào)組合器130起動(dòng)控制器110，產(chǎn)生適用于精確測(cè)試的總傳感器輸出信號(hào)430?？刂破?10接著用先計(jì)算出的平均刻度尺位置量Mm按下列公式算出激勵(lì)信號(hào)初始組相位組合的K數(shù)K＝Mm-N〔Int(Mm/N)〕產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)的第K個(gè)組相位組合后(步驟S1430)，像以前所述執(zhí)行ADC子程序(步驟S1440)。類似于近似/平均測(cè)試模式，如果T計(jì)算值超過極限Tmax，根據(jù)ADC子程序產(chǎn)生的P值用一個(gè)步驟將用于計(jì)算K值的Mm數(shù)上或下增大(步驟S1450和S1460)。如果該調(diào)節(jié)使Mm量在上或下方向中通過量319/0(步驟S1462)，那么Mc量也是用一個(gè)增量適當(dāng)?shù)厣匣蛳略龃?。此后，測(cè)試程序(步驟S1420-S1464)隨新的K數(shù)再重復(fù)，并繼續(xù)該過程直至在極限Tmax內(nèi)從ADC子程序獲得時(shí)間T值。緊接著用K的最終計(jì)算值校正Kf值(步驟S1470)，并用下列公式(對(duì)典型實(shí)施例)算出精確刻度尺位置量MfMf＝64Kf+PT用所舉例子中提供的范圍，Mf值能夠在0-511范圍內(nèi)。與其他兩種測(cè)試模式相似，如果Mf的計(jì)算值超過該范圍時(shí)，控制器110執(zhí)行包絡(luò)(Wrap-around)計(jì)算。例如，513的計(jì)算值等于1的測(cè)試值，-3的計(jì)算值等于509的值。對(duì)于一個(gè)精確波長(zhǎng)Wf，選擇512的分辨力值，使在精確刻度尺位置測(cè)量中的一個(gè)增量等于1/(64×8)＝1/521精確波長(zhǎng)，它等于2微米，具有Wf等于1.024Mm的典型量綱。
執(zhí)行主測(cè)試程序的轉(zhuǎn)換步驟S1500，如上述的用以執(zhí)行全部三個(gè)測(cè)試模式子程序得到的Mc，Mm和Mf值。因此，執(zhí)行近似模式子程序得到的Mc初始值可以緊接著變更成執(zhí)行平均模式和精確模式的子程序，同時(shí)，Mm的初始值可以變更成執(zhí)行精確模式程序，如上所述?？煽吹?，在平均和精確測(cè)試模式子程序中采取的措施用于連續(xù)地校正以較低波長(zhǎng)數(shù)據(jù)結(jié)果為基礎(chǔ)的較高波長(zhǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)。因?yàn)檩^高波長(zhǎng)測(cè)試的最低有效畢特中存在一些模糊點(diǎn)，在下一較低波長(zhǎng)中的那些畢特與K數(shù)相符。在較長(zhǎng)低波長(zhǎng)測(cè)試模式中，K數(shù)有效性在有更高精度的ADC子程序中測(cè)出。因此，將較高波長(zhǎng)測(cè)試中K數(shù)的任何調(diào)節(jié)量反射進(jìn)較低波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換中，來消除較高波長(zhǎng)測(cè)試中的模糊點(diǎn)，并獲得正確的位置測(cè)試量。
將會(huì)發(fā)現(xiàn)，所述的最佳實(shí)施例只是本發(fā)明的一個(gè)例子，凡能夠做出的許多改型均屬于本發(fā)明的思想和范圍。實(shí)際上，也會(huì)發(fā)現(xiàn)，這里所說的最佳實(shí)施例實(shí)用于組合的近似、平均和精確測(cè)試以獲得精確的絕對(duì)位置測(cè)試。按本發(fā)明的低分辨力測(cè)試的主要特征是相應(yīng)于第一接收機(jī)電極-第二發(fā)射機(jī)電極排列的設(shè)備，其中被連接的第二發(fā)射機(jī)電極與相應(yīng)的第一接收機(jī)電極的偏移關(guān)系是第二發(fā)射機(jī)電極位置相對(duì)于基準(zhǔn)位置的予定函數(shù);以及構(gòu)成讀出偏移函數(shù)D(X)的另一個(gè)接收機(jī)電極陣陣列設(shè)備。本發(fā)明的范圍與第一發(fā)射機(jī)和第一接收機(jī)電極的特定分布無關(guān)，也與讀出電容量函數(shù)用的信號(hào)處理方式無關(guān)。
當(dāng)然更可取的是對(duì)于近似測(cè)試不需要第一發(fā)射機(jī)電極均勻分布，致使由N個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極組的發(fā)送波長(zhǎng)Wt1在所有電極組中均相同，只要第一發(fā)射機(jī)電極分布與第二接收機(jī)電極的結(jié)構(gòu)之間一致，第一接收機(jī)電極和第二發(fā)射機(jī)電極間的偏移率是匹配的。此外，第一發(fā)射機(jī)電極組中的電極數(shù)N可以是一個(gè)小到2的數(shù)。
此外，按照本發(fā)明，第一接收機(jī)電極的分布對(duì)近似測(cè)試不是最重要的。第一接收機(jī)電極間的間隔甚至可能是完全不規(guī)則的。也有可能對(duì)于從第一發(fā)射機(jī)電極通過第一接收機(jī)電極和第二發(fā)射機(jī)電極到第二接收機(jī)電極產(chǎn)生的多個(gè)傳送通道采用疊加第一發(fā)射機(jī)組和讀出傳遞函數(shù)來獲得每個(gè)發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1上少于一個(gè)第一接收機(jī)電極的低分辨力測(cè)試。假如這種通道數(shù)至少是3，第一接收機(jī)電極的寬度不是第一發(fā)射機(jī)波長(zhǎng)Wt1的整數(shù)，測(cè)量函數(shù)D(X)是可能的，并由此獲得近似位置測(cè)量(傳送通道的確定方法是一個(gè)激勵(lì)信號(hào)連接到一個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極組中N個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極中的任一個(gè)上，通過第一接收機(jī)電極和第二發(fā)射機(jī)電極到第二接收機(jī)電極連接的一個(gè)上。如上所述，一個(gè)第二接收機(jī)電極連接也可能是相反極性的2個(gè)連接。確定傳送通道的方法也可以用將幾個(gè)這樣的連接加在一起獲得如上述的最佳實(shí)施例中所用的方法)。
每個(gè)傳送通道具有的傳遞函數(shù)隨第一和第二支承構(gòu)件之間的位移變化(即是X的函數(shù))。所有傳送通道的傳遞函數(shù)幅度最好是相等，但不是必須相等;并且傳遞函數(shù)幅度是通道間的相位漂移(在X方向)。這些傳遞函數(shù)的形狀可能是正弦形、三角形或一些其它予定的形狀。正弦形傳遞函數(shù)最好，因?yàn)閭鬟f函數(shù)的形狀對(duì)第一和第二支承構(gòu)件之間的間隙依賴性小。兩個(gè)傳送通道在X方向具有的相位漂移是四分之一波長(zhǎng)，原則上，在函數(shù)的周期長(zhǎng)度中到處有測(cè)定位置的充足信息。因此，按照本發(fā)明可以構(gòu)成一個(gè)N等于2的函數(shù)裝置。
將第一發(fā)射機(jī)電極和第二接收機(jī)電極陣列做成有規(guī)則的周期性結(jié)構(gòu)，那么設(shè)計(jì)和予測(cè)測(cè)試系統(tǒng)的特性就變得較簡(jiǎn)單了。另外，可能讀出偏移函數(shù)D(X)而不是直接讀出第二發(fā)射機(jī)電極響應(yīng)第一發(fā)射機(jī)電極的至少一個(gè)組的激勵(lì)而產(chǎn)生的電場(chǎng)特性曲線的電壓分布。讀出偏移函數(shù)的其它方法的例子是依賴第一發(fā)射機(jī)陣列和第二接收機(jī)陣列間通過第一接收機(jī)電極和第二發(fā)射機(jī)電極的信號(hào)的至少兩個(gè)傳遞函數(shù)。如果傳遞函數(shù)相對(duì)于測(cè)試方向之間的形狀和關(guān)系是已知的，則從傳遞函數(shù)的測(cè)試中可以導(dǎo)出測(cè)試位置。
按照本發(fā)明，采用電極的相同校準(zhǔn)，提供同時(shí)測(cè)量精確和近似-平均分辨力的測(cè)試傳感器的能力是由于近似分辨力測(cè)試對(duì)第一接收機(jī)電極陣列的形狀限止不足引起，因此，為滿足精確分辨力測(cè)試可以給出第一接收機(jī)電極陣列的周期和電極形狀。給定了第一接收機(jī)電極陣列的間隔Pr1和電極形狀，結(jié)合第一發(fā)射機(jī)電極的電極間隔和形狀，給出以第一發(fā)射機(jī)電極到第一接收機(jī)電極的傳送信號(hào)的具有波長(zhǎng)Wf的周期性傳遞函數(shù)。間隔Pr1等于精確波長(zhǎng)Wf，一個(gè)小于Wf的電極(最好不大于Wf/2)對(duì)于一個(gè)寬度最好不大于Wf/2的第一發(fā)射機(jī)電極提供所需周期的傳遞函數(shù)。位于波長(zhǎng)Wf整數(shù)倍的間隔上的幾個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極能夠連接在一起以提供一個(gè)較強(qiáng)的傳感器輸出信號(hào)。用位于波長(zhǎng)Wf整數(shù)倍的間隔上的第一接收機(jī)電極結(jié)合位于等于波長(zhǎng)Wf的固定間隔上的第一發(fā)射機(jī)電極也能得到相同的傳遞函數(shù)，甚至第一發(fā)射機(jī)和第一接收機(jī)電極不規(guī)則分布的某些組合也能產(chǎn)生所需要的傳遞函數(shù)。然后，在這些實(shí)施例中，全部第一發(fā)射機(jī)和第一接收機(jī)電極必須位于相對(duì)于公共基準(zhǔn)點(diǎn)為波長(zhǎng)Wf整數(shù)倍的位置上。
權(quán)利要求
1.電容型測(cè)試裝置包括第一和第二支承構(gòu)件，所說的支承構(gòu)件可彼此相互移動(dòng)，而且至少一個(gè)所說的支承構(gòu)件可相對(duì)于測(cè)試軸移動(dòng)；位于所說的第一支承構(gòu)件上的第一發(fā)射機(jī)電極陣列與所說的測(cè)試軸排成一條直線；位于所說的第二支承構(gòu)件上的第一接收機(jī)電極陣列與所說的測(cè)試軸排成一條直線，所說的第一接收機(jī)電極陣列的不同位置與所說的第一發(fā)射機(jī)電極陣列依所說支承構(gòu)件的相對(duì)位置成電容性耦合；和位于所說第二支承構(gòu)件上的第二發(fā)射機(jī)電極陣列與所說的第一接收機(jī)電極陣列排成一條直線，每一個(gè)所說的第二發(fā)射機(jī)電極電氣連接到相應(yīng)的一個(gè)所說的第一接收機(jī)電極上，致使與相應(yīng)的第一接收機(jī)電極有偏移，偏移量是第二發(fā)射機(jī)電極的位置相對(duì)于所說測(cè)試軸上的基準(zhǔn)位置的予定函數(shù)。
2.按權(quán)利要求1的測(cè)試裝置進(jìn)一步包括位于所說的第一支承構(gòu)件上的與所說第一發(fā)射機(jī)電極陣列排成一條直線，用以讀出所說的電極偏移的第二接收機(jī)電極設(shè)備。
3.按權(quán)利要求2的測(cè)試裝置，其特征是所說的第一發(fā)射機(jī)電極彼此之間相對(duì)于測(cè)試軸按予定的間隔隔開，并且至少一組第一發(fā)射機(jī)電極由至少兩個(gè)相鄰的第一發(fā)射機(jī)電極確定;所說的第二接收機(jī)電極設(shè)備包括至少一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的第二接收機(jī)電極，其形狀隨測(cè)試軸變化，與每一個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極組復(fù)蓋的測(cè)試軸距離一致。
4.按權(quán)利要求3的測(cè)試裝置，其特征是所說的第一發(fā)射機(jī)電極按相同的預(yù)定間隔Pr1隔開，所說的至少一組第一發(fā)射機(jī)電極組確定傳送波長(zhǎng)Wt1;所說的至少一個(gè)第二接收機(jī)電極其形狀在接收波長(zhǎng)Wr2內(nèi)，為周期性變化，接收波長(zhǎng)Wr2與傳送波長(zhǎng)Wt1有予定關(guān)系。
5.按權(quán)利要求4的測(cè)試裝置，其特征是所說的至少一個(gè)第二接收機(jī)電極復(fù)蓋傳送波長(zhǎng)Wt1的整數(shù)倍。
6.按權(quán)利要求4的測(cè)試裝置，其特征為所說的第一接收機(jī)電極由確定一個(gè)刻度尺波長(zhǎng)Wf的間隔Pr1均勻的被隔開。
7.按權(quán)利要求6的測(cè)試裝置，其特征是所說的第二發(fā)射機(jī)電極彼此由一個(gè)與間隔Pr1不同的間隔Pr2均勻隔開，因此使第二發(fā)射機(jī)電極相對(duì)于相應(yīng)的第一接收機(jī)電極的所說偏移變化是每個(gè)第二發(fā)射機(jī)電極位置相對(duì)于所說基準(zhǔn)位置的線性函數(shù);其中所說接收波長(zhǎng)Wr2＝Wt1(Pt2/Pr1)。
8.按權(quán)利要求4的測(cè)量裝置，其特征是所說第二接收機(jī)電極形狀基本上是正弦形。
9.按權(quán)利要求4的測(cè)試裝置，其特征是所說第二接收機(jī)電極形狀基本上是三角形。
10.按權(quán)利要求4的測(cè)試裝置，其特征是所說第二接收機(jī)電極形狀基本上是矩形。
11.按權(quán)利要求3的測(cè)試裝置，其特征是所說第一發(fā)射機(jī)電極按均勻的予定間隔Pt1隔開，所說的至少一個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極組確定一個(gè)傳送波長(zhǎng)Wt1;所說第二接收機(jī)電極設(shè)備包括一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的彼此隔開的不連續(xù)第二接收機(jī)電極陣列，以致第二接收機(jī)電極相鄰對(duì)之間的間隔確定接收波長(zhǎng)Wr2，Wr2與所說傳送波長(zhǎng)Wt1有予定關(guān)系。
12.電容型測(cè)試裝置包括第一和第二支承構(gòu)件，所說的支承構(gòu)件可彼此相對(duì)移動(dòng)，至少一個(gè)所說的支承構(gòu)件可相對(duì)于測(cè)試軸移動(dòng);位于所說的第一支承構(gòu)件上的第一發(fā)射機(jī)電極陣列與所說的測(cè)試軸排成一條直線;位于所說的第二支承構(gòu)件上的第一接收機(jī)電極陣列與所說的測(cè)試軸排成一條直線，以致所說的第一接收機(jī)電極陣列的不同位置與所說第一發(fā)射機(jī)電極陣列按所說支承構(gòu)件的相對(duì)位置成電容性耦合;位于所說的第二支承構(gòu)件上的第二發(fā)射機(jī)電極陣列與所說的第一接收機(jī)電極陣列排成一條直線，至少一組第一接收機(jī)電極分別電氣地連接到相應(yīng)的至少一組第二發(fā)射機(jī)電極，在所說的至少一組第二發(fā)射機(jī)電極組中的每一個(gè)所說的第二發(fā)射機(jī)電極電氣連接到相應(yīng)的所說第一接收機(jī)電極的一個(gè)電極上，以致與相應(yīng)的第一接收機(jī)電極偏移，偏移量是第二發(fā)射機(jī)電極位置相對(duì)于所說至少一組的中心位置的予定函數(shù)。
13.電容型測(cè)試裝置包括第一和第二支承構(gòu)件，所說的支承構(gòu)件彼此可相對(duì)移動(dòng)，所說的支承構(gòu)件至少有一個(gè)相對(duì)于測(cè)試軸可移動(dòng);位于所說的第一支承構(gòu)件上的第一發(fā)射機(jī)電極陣列與所說的測(cè)試軸排成一條直線;位于所說的第二支承構(gòu)件上的至少一個(gè)第一接收機(jī)電極陣列與所說的測(cè)試軸排成一條直線，以致所說的至少一個(gè)第一接收機(jī)電極陣列的不同部分與所說的第一發(fā)射機(jī)電極陣列按所說支承構(gòu)件的相對(duì)位置電容耦合;位于所說的第二支承構(gòu)件上的第二發(fā)射機(jī)電極陣列與所說的至少一個(gè)第一接收機(jī)電極的第一陣列排成一條直線，每個(gè)所說的第二發(fā)射機(jī)電極電氣連接到相應(yīng)的一個(gè)所說的第一接收機(jī)電極上，以致與相應(yīng)的第一接收機(jī)電極有偏移，偏移量是第二發(fā)射機(jī)電極位置相對(duì)于所說測(cè)試軸上的基準(zhǔn)位置的預(yù)定函數(shù);第二發(fā)射機(jī)電極占據(jù)空間范圍，在該空間范圍內(nèi)，第二發(fā)射機(jī)電極和第一接收機(jī)電極之間電極偏移程度是通過一預(yù)定量改變，確定第一測(cè)試范圍;位于所說的第二支承構(gòu)件上的第三發(fā)射機(jī)電極陣列與所說的至少一個(gè)第一接收機(jī)電極陣列排成一條直線;至少一組第一接收機(jī)電極分別電氣連接到相應(yīng)的至少一組第三發(fā)射機(jī)電極上，在所說的至少一個(gè)第三發(fā)射機(jī)電極組中的每個(gè)所說的第三發(fā)射機(jī)電極電氣連接到相應(yīng)的一個(gè)所說的第一接收機(jī)電極上，以致與相應(yīng)的第一接收機(jī)電極有偏移，偏移量是第三發(fā)射機(jī)電極位置相對(duì)于所說的至少一個(gè)第三發(fā)射機(jī)電極組的中心位置的預(yù)定函數(shù)，用預(yù)定量改變?cè)谒f的第三發(fā)射機(jī)電極上的電極偏移程度，用所說的至少一組第三發(fā)射機(jī)電極組占據(jù)空間范圍，確定小于所說的第一測(cè)試范圍的第二測(cè)試范圍。
14.按權(quán)利要求12的測(cè)試裝置進(jìn)一步包括第二接收機(jī)電極設(shè)備，位于所說的第一支承構(gòu)件上，與所說的第一發(fā)射機(jī)電極陣列排成一條直線，用于讀出所說的電極偏移。
15.按權(quán)利要求13的測(cè)試裝置，進(jìn)一步包括第二接收機(jī)電極設(shè)備，位于所說的第一支承構(gòu)件上，與所說的第一發(fā)射機(jī)電極陣列排成一條直線，用于讀出所說的第二發(fā)射機(jī)電極與所說的第一接收機(jī)電極間的電極偏移;和第三接收機(jī)電極設(shè)備，位于所說的第一支承構(gòu)件上，與所說的第一發(fā)射機(jī)電極陣列排成一條直線，用于讀出所說的至少一組第三發(fā)射機(jī)電極中所說的第三發(fā)射機(jī)電極與相應(yīng)的第一接收機(jī)電極之間的電極偏移。
16.按權(quán)利要求15的測(cè)試裝置，其特征是所說的第一發(fā)射機(jī)電極相對(duì)于測(cè)試軸以同樣的預(yù)定間隔Pt1隔開，至少一組第一發(fā)射機(jī)電極由至少兩個(gè)相鄰的第一發(fā)射機(jī)電極確定，所說的至少一組第一發(fā)射機(jī)電極組確定傳送波長(zhǎng)Wt1;所說的第一接收機(jī)電極彼此用間隔Pr1均勻地隔開，確定一刻度尺波長(zhǎng)Wf;所說第二測(cè)試范圍是所說刻度尺波長(zhǎng)Wf的整數(shù)倍，所說電極偏移變化的予定量基本上等于所說的傳送波長(zhǎng)Wt1。
17.按權(quán)利要求16的測(cè)試裝置，其特征是在所說的至少一組第三發(fā)射機(jī)電極組中的所說的第三發(fā)射機(jī)電極彼此由一均勻間隔Pt3隔開，Pt3與間隔Pr1不同。
18.按權(quán)利要求17的測(cè)試裝置，其特征是所說的間隔Pt3小于所說的間隔Pr1。
19.按權(quán)利要求17的測(cè)試裝置，其特征是所說的間隔Pt3大于所說間隔Pr1。
20.按權(quán)利要求1的測(cè)試裝置，其特征是所說的第一接收機(jī)電極與測(cè)試軸之間由間隔Pr1彼此隔開，確定刻度波長(zhǎng)Wf，至少一組第一發(fā)射機(jī)電極由N個(gè)相鄰的電極確定，N是大于2的整數(shù);所說的至少一組第一發(fā)射機(jī)電極組確定傳遞波長(zhǎng)Wt，每一組中的第一發(fā)射機(jī)電極位于組內(nèi)，以便分別占據(jù)預(yù)定的組位置，它所復(fù)蓋的距離大于一個(gè)波長(zhǎng)Wf，如此每組位置與不同的一組相對(duì)位置對(duì)應(yīng)，該不同的一組相對(duì)位置是由按精確波長(zhǎng)將傳送波長(zhǎng)Wt分成間隔得到的一組相對(duì)精確波長(zhǎng)位置，并將每一間隔分成N個(gè)相等段。
21.按權(quán)利要求13的測(cè)試裝置，其特征是所說的第一接收機(jī)電極相對(duì)于測(cè)試軸由確定刻度尺波長(zhǎng)Wf的間隔Pr1隔開，至少一組第一發(fā)射機(jī)電極由N個(gè)相鄰電極確定，此處N是大于2的整數(shù);所說的至少一組第一發(fā)射機(jī)電極組確定傳送波長(zhǎng)Wt，且每一組中的第一發(fā)射機(jī)電極位于組內(nèi)，以便分別占據(jù)預(yù)定的組位置，該位置復(fù)蓋的距離大于一個(gè)波長(zhǎng)Wf，如此每組位置與不同的一組相對(duì)位置對(duì)應(yīng)，該不同的一組相對(duì)位置是由按精確波長(zhǎng)將傳送波長(zhǎng)Wt分成間隔得到的一組相對(duì)精確波長(zhǎng)位置，并將每一間隔分成N個(gè)相等段。
22.按權(quán)利要求20的測(cè)試裝置進(jìn)一步包括激勵(lì)信號(hào)設(shè)備，用于選擇性地將N個(gè)周期性變化的激勵(lì)信號(hào)加到每組第一發(fā)射機(jī)電極中的各個(gè)電極上，第一連接順序是按每組第一發(fā)射機(jī)電極組中第一發(fā)射機(jī)電極彼此間的位置順序排列，而第二連接順序是按所排列的各個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極組位置中的相對(duì)精確波長(zhǎng)段位置順序排列。
23.按權(quán)利要求22的測(cè)試裝置，其特征是N個(gè)信號(hào)彼此不同的遞增，并按數(shù)字順序加到按第一順序連接的每組第一發(fā)射機(jī)電極組的各個(gè)第一發(fā)射機(jī)電極上。
24.按權(quán)利要求20的電容型測(cè)試裝置，其特征是，所說第二接收機(jī)電極設(shè)備產(chǎn)生互補(bǔ)的第一和第二輸出響應(yīng)于加到所說第一發(fā)射機(jī)電極陣列的激勵(lì)信號(hào);測(cè)試裝置進(jìn)一步包括信號(hào)處理設(shè)備，用于選擇性地組合所說的第一和第二輸出以產(chǎn)生一個(gè)測(cè)試信號(hào)，它與所說的第二接收機(jī)電極具有細(xì)長(zhǎng)的無變化的平面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的信號(hào)相等。
25.電容型測(cè)試裝置包括第一和第二支承構(gòu)件，所說的支承構(gòu)件可以彼此相對(duì)移動(dòng)，所說的支承構(gòu)件至少一個(gè)可相對(duì)于測(cè)試軸移動(dòng);位于所說的第一和第二支承構(gòu)件上的電極陣列設(shè)備與測(cè)試軸排成一條直線，用于提供許多不連續(xù)的信號(hào)傳送通路，每一路徑有一電容性傳遞函數(shù)，它按所說第一和第二支承構(gòu)件彼此間的相對(duì)位置變化，所說的電極陣列設(shè)備包括一發(fā)射機(jī)電極陣列，它有至少一組由N個(gè)相對(duì)于測(cè)試軸彼此隔開的發(fā)射機(jī)電極，此處的N是4的整倍數(shù)，所說的電極陣列設(shè)備產(chǎn)生一輸出信號(hào)響應(yīng)于加到所說發(fā)射機(jī)電極陣列上的激勵(lì)信號(hào);用于發(fā)生N組激勵(lì)信號(hào)，加到按預(yù)定的空間順序排列的所說的至少一組發(fā)射機(jī)電極的各個(gè)N電極上的設(shè)備，所說的激勵(lì)信號(hào)組的每一組包括兩個(gè)激勵(lì)信號(hào)位置，它們互相之間的相位相反，而且當(dāng)加到所說的發(fā)射機(jī)電極時(shí)，空間相位相差90度，相對(duì)的空間相位位置被激勵(lì)信號(hào)的各個(gè)位置占據(jù)，每組激勵(lì)信號(hào)從一組到下一組依次遞增地變化;用于選擇性地將所說的激勵(lì)信號(hào)組的第一組和第二組構(gòu)成的第一對(duì)激勵(lì)信號(hào)加到所說的至少一組發(fā)射機(jī)電極上以產(chǎn)生連續(xù)的第一和第二電極陣列設(shè)備輸出信號(hào)的設(shè)備;用于解調(diào)所說的第一和第二輸出信號(hào)產(chǎn)生第一和第二解調(diào)信號(hào)，并為了對(duì)所說的第一和第二解調(diào)信號(hào)進(jìn)行雙等變率積分的設(shè)備，此處所說的第一已解調(diào)信號(hào)以預(yù)定時(shí)間間隔用積分設(shè)備積分，而所說的第二已解調(diào)信號(hào)是用所說的積分設(shè)備積分直至積分器輸出反回到基準(zhǔn)電平，選出所說激勵(lì)信號(hào)組的所說第一和第二組，以致所說第二解調(diào)信號(hào)的積分引起積分器輸出根據(jù)所說的第一解調(diào)信號(hào)輸出的積分反方向的積分;測(cè)試所說的第二解調(diào)信號(hào)積分的積分時(shí)間并在該積分時(shí)間超出預(yù)定極限值時(shí)產(chǎn)生輸出的設(shè)備;響應(yīng)于所說的用于重校所說的解調(diào)的積分時(shí)間測(cè)試設(shè)備和雙等變率積分設(shè)備，積分總的第一和第二解調(diào)信號(hào)，直至所說的積分時(shí)間測(cè)試設(shè)備中沒有輸出為止。
26.按權(quán)利要求25的測(cè)試裝置，其特征是所說信號(hào)傳送通路傳遞函數(shù)基本上是正弦形;所說第二解調(diào)信號(hào)積分時(shí)間的預(yù)定極限值相當(dāng)于這樣的范圍，在該范圍內(nèi)所說第一和第二電極陣列設(shè)備輸出信號(hào)比基本上是線性的。
27.電容型測(cè)試裝置包括第一和第二支承構(gòu)件，所說支承構(gòu)件彼此可以相對(duì)移動(dòng)，且至少有一個(gè)所說的支承構(gòu)件相對(duì)于測(cè)試軸可以移動(dòng);位于所說的第一和第二支承構(gòu)件上的電極陣列設(shè)備與所說的測(cè)試軸排成一條直線，以提供許多不連續(xù)的信號(hào)傳送通路，每個(gè)通路有帶第一和第二分量的電容性傳遞函數(shù)，所說的第一分量按在第一預(yù)定波長(zhǎng)內(nèi)的支承構(gòu)件之間的位移的予定函數(shù)變化，所說的第二分量按在比所說的第一預(yù)定波長(zhǎng)短的第二預(yù)定波長(zhǎng)內(nèi)的支承構(gòu)件之間的位移的預(yù)定函數(shù)變化。
28.按權(quán)利要求27的測(cè)試裝置，其特征是所說的第一傳遞函數(shù)分量隨關(guān)聯(lián)的信號(hào)傳送通路位置相對(duì)于第一支承構(gòu)件上的基準(zhǔn)位置變化。
29.按權(quán)利要求28的測(cè)試裝置進(jìn)一步包括濾波設(shè)備，用于選擇性讀出由所說電極陣列設(shè)備響應(yīng)加到電極陣列設(shè)備上的激勵(lì)信號(hào)而產(chǎn)生的輸出信號(hào)中的所說第一和第二傳遞函數(shù)分量之一引起的變化。
30.按權(quán)利要求29的測(cè)試裝置，其特征是所說的濾波設(shè)備是由包括在所說電極陣列設(shè)備中的檢波器電極設(shè)備組成，所說的檢波器電極設(shè)備產(chǎn)生第一和第二輸出，它們按所說第一傳遞函數(shù)分量逐一地變化，并且當(dāng)兩個(gè)輸出信號(hào)組合后產(chǎn)生一個(gè)隨所說的第二傳遞函數(shù)分量變化的信號(hào)。
31.按權(quán)利要求30的測(cè)試裝置，其特征是所說檢波器電極設(shè)備包括第一和第二互補(bǔ)的細(xì)長(zhǎng)電極構(gòu)件，每一電極構(gòu)件的形狀按預(yù)定函數(shù)相對(duì)于測(cè)試軸變化。
32.按權(quán)利要求30的測(cè)試裝置，其特征是所說的檢波器設(shè)備包括許多相對(duì)于測(cè)試軸相互隔離的電極對(duì)，如此每對(duì)電極對(duì)中的電極占據(jù)互補(bǔ)的相位位置。
全文摘要
位置絕對(duì)測(cè)量用電容型測(cè)試器，包括可相對(duì)測(cè)試軸位移的第一和第二支承構(gòu)件(20，30)，位于構(gòu)件20上的第一發(fā)射機(jī)電極陣310，構(gòu)件30上的第一接收機(jī)電極陣201A/210B使該陣列與陣列310成相對(duì)電容耦合，位于構(gòu)件30上的與陣列210A/210B排列成行的第二發(fā)射機(jī)電極陣列，各第二發(fā)射機(jī)電極電氣連到相應(yīng)的第一接收機(jī)電極，以使其間的偏移量是第二發(fā)射機(jī)電極相對(duì)于測(cè)試軸上的基準(zhǔn)位置的預(yù)定函數(shù)。從而實(shí)現(xiàn)用同一電極陣列進(jìn)行不同分辨力測(cè)量和高精度絕對(duì)位置測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B7/02GK1039301SQ8910605
公開日1990年1月31日 申請(qǐng)日期1989年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月31日
發(fā)明者尼爾斯·I·安德莫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社三豐