柔性多形态绝对式位移传感原理和器件研究

摘要

针对柔性运输系统中需要多种类型传感器互相配合所带来的结构复杂问题，提出了一种基于柔性印刷电路工艺多形态绝对式位移传感器，可在直线形态和圆柱形态之间切换，实现线性测量或角度测量。传感器通过对极数相差一个周期的两列方形激励电极组构成游标结构实现绝对定位，激励电极和感应电极均由柔性印刷电路板工艺印制在特殊基体上，具有延展性好、重量轻等优点，可实现传感器多形态绝对式测量的切换。建立了传感器2种形态的测量数学模型和电场仿真模型，并将传感器样机切换为直线形态和圆柱形态进行了实验测试。结果表明，传感器切换为直线形态时，在0～240 mm的测量范围内误差峰峰值优于4μm;传感器切换为圆柱形态时，在0～240°的测量范围内误差峰峰值优于40″,2种形态均可实现绝对定位。该传感器凭借延展性强、易于集成的特点，在工业自动化领域具有较广的应用前景。

关键词

直线位移 / 角位移 / 绝对式位移传感器 / 柔性多形态

基金资助

国家自然科学基金项目(52305567); 重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJQN202301131); 重庆理工大学科研创新团队(2023TDZ008)