基于CAV444的無接觸式電容角度傳感器

秦玉偉， 胡濤成

（1.渭南師范學院物理與電氣工程學院，陜西渭南 714099； 2.天津工業大學 電氣工程與自動化學院，天津 300387）

角度傳感器廣泛應用于儀器儀表制造、液體成分分析、厚度測量以及坡度檢測等諸多領域［1-4］. 常見的角度傳感器有非繞線電位器式、自整角機式、霍爾式、電解式、電容式等幾類［5-8］. 電容式角度傳感器具有結構簡單、能耗低、動態響應速度快和穩定性好等優點［9-11］. 傳統的電容角度傳感器利用極板相對面積的改變實現角位移的測量，受外部環境影響大、輸出線性度低；結構設計上，通常在傳感器產生相對角位移的兩塊轉動極板引出電極，測量角度范圍受限，測量過程容易造成接觸不良，引起電氣故障［12-16］. 為了克服上述缺陷，設計了一種區別于傳統的電容角度傳感器，并采用CAV444芯片進行信號處理，可實現真正意義上的無接觸式的角度測量，能夠提高傳感器的可靠性以及性價比，減少周圍電路和工作環境的影響，延長傳感器的使用壽命.

1 結構設計

傳感器由極板A、極板B、轉軸和屏蔽外殼等部分構成，其中A、B極板由特殊處理的兩塊覆銅板構成，且平行放置，極板間距極小. A、B極板陰影部分為覆銅，覆銅部分兩個張角為90°扇形，其余部分經腐蝕處理，無覆銅，結構如圖1所示.

圖1 角度傳感器結構Fig.1 Structure of the angle sensor

動極板A中心部分連接（連接點為M）電極線，其背部固定轉軸并通過軸承連接；定極板B 固定在屏蔽外殼底部，中心部分不連接，兩電極分別從其的兩端引出. 傳感器……