本發(fā)明涉及一種位移傳感器，特別是關(guān)于一種電容式旋變位移傳感器，屬于位移傳感器領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，高精度位移測(cè)量和非接觸測(cè)量的需求越來越多，電容測(cè)微技術(shù)的應(yīng)用面也越來越寬，隨著電容傳感器存在的分布電容和非線性等缺點(diǎn)得到克服，高精度、高穩(wěn)定性的電容測(cè)微產(chǎn)品相繼問世，高精度電容測(cè)微儀可實(shí)現(xiàn)的分辨率極高，且具有較好的頻響特性，因此近年來成為高精度微動(dòng)平臺(tái)反饋控制的幾種主要檢測(cè)傳感器之一。

但是現(xiàn)有的電容式位移傳感器仍然存在量程小和動(dòng)態(tài)特性差等缺點(diǎn)，尤其是不能兼顧高精度和大量程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠兼顧高精度和大量程的電容式旋變位移傳感器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種電容式旋變位移傳感器，其特征在于，該位移傳感器包括敏感結(jié)構(gòu)和解調(diào)電路；所述敏感結(jié)構(gòu)包括平行設(shè)置的動(dòng)尺和定尺，所述動(dòng)尺包括兩正弦敏感電極和一耦合電極，所述定尺包括兩采集電極和一激勵(lì)電極；所述動(dòng)尺的內(nèi)側(cè)平行設(shè)置周期個(gè)數(shù)不同且沒有公約數(shù)的所述兩正弦敏感電極，所述兩正弦敏感電極之間設(shè)置所述耦合電極，且所述兩正弦敏感電極和耦合電極為等勢(shì)體；所述定尺的內(nèi)側(cè)平行設(shè)置所述兩采集電極，所述兩采集電極之間設(shè)置所述激勵(lì)電極；所述兩采集電極和兩正弦敏感電極正對(duì)形成粗測(cè)量電容和細(xì)測(cè)量電容，所述激勵(lì)電極和耦合電極正對(duì)形成耦合電容；所述解調(diào)電路包括旋變解調(diào)模塊、C-V轉(zhuǎn)換模塊、差分放大模塊、誤差補(bǔ)償模塊和電源模塊；所述旋變解調(diào)模塊將輸出的載波信號(hào)經(jīng)處理后發(fā)送到所述激勵(lì)電極，并通過所述耦合電容作用到所述耦合電極，所述耦合電極將載波信號(hào)傳遞到所述兩正弦敏感電極，并分別通過粗測(cè)量電容和細(xì)測(cè)量電容作用到所述兩采集電極得到粗測(cè)量電容信號(hào)和細(xì)測(cè)量電容信號(hào)，粗測(cè)量電容信號(hào)和細(xì)測(cè)量電容信號(hào)分別依次經(jīng)所述C-V轉(zhuǎn)換模塊和差分放大模塊得到粗測(cè)量正交旋變信號(hào)和細(xì)測(cè)量正交旋變信號(hào)，粗測(cè)量正交旋變信號(hào)和細(xì)測(cè)量正交旋變信號(hào)經(jīng)所述旋變解調(diào)模塊得到粗測(cè)量位移和細(xì)測(cè)量位移，所述誤差補(bǔ)償模塊對(duì)粗測(cè)量位移和細(xì)測(cè)量位移進(jìn)行誤差補(bǔ)償后通過計(jì)算得到絕對(duì)位移，所述電源模塊用于為各部件進(jìn)行供電。

進(jìn)一步地，所述解調(diào)電路還包括放大模塊、前置低通濾波模塊、載波信號(hào)調(diào)理模塊和后置低通濾波模塊；所述放大模塊用于對(duì)所述旋變解調(diào)模塊輸出的載波信號(hào)進(jìn)行放大處理；所述前置低通濾波模塊用于對(duì)經(jīng)所述前置放大模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波處理；所述載波信號(hào)調(diào)理模塊用于對(duì)經(jīng)所述前置低通濾波模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行調(diào)理；所述后置低通濾波模塊用于對(duì)經(jīng)所述差分放大模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行濾波處理。

進(jìn)一步地，所述動(dòng)尺與定尺的相對(duì)位移信息通過粗測(cè)量電容和細(xì)測(cè)量電容轉(zhuǎn)換為四路粗測(cè)量電容信號(hào)和四路細(xì)測(cè)量電容信號(hào)，具體過程為：所述兩正弦敏感電極均為函數(shù)f₁(x)＝d+τ(sin(2πN*x/D+1))和函數(shù)f₂(x)＝d+τ(sin(2πN*x/D-1))圍成的帶形區(qū)域，其中，d表示所述正弦敏感電極中心偏離所述耦合電極的距離，τ表示所述正弦敏感電極寬度的一半，N表示帶形區(qū)域內(nèi)所包含的正弦周期個(gè)數(shù)，D表示N個(gè)正弦周期對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度；在所述正弦敏感電極的一個(gè)正弦周期內(nèi)，每間隔90°將正對(duì)的所述采集電極分割成一矩形區(qū)域，一個(gè)正弦周期內(nèi)分割成的四個(gè)矩形區(qū)域分別表示為S₀、S₉₀、S₁₈₀和S₂₇₀，四個(gè)矩形區(qū)域又被所述正弦敏感電極的中心線上下分割成八個(gè)矩形區(qū)域，分別表示為S_0上、S_90上、S_180上、S_270上、S_0下、S_90下、S_180下和S_270下，將區(qū)域S_0上連接區(qū)域S_180下、區(qū)域S_90上連接區(qū)域S_270下、區(qū)域S_180上連接區(qū)域S_0下以及區(qū)域S_270上連接區(qū)域S_90下獲得所述正弦敏感電極和采集電極的正對(duì)面積隨所述動(dòng)尺與定尺相對(duì)位移變化的四個(gè)正對(duì)區(qū)域S₁、S₂、S₃和S₄，分別表示為：

S₁＝A+B sin(2πN*x/D)；

S₂＝A-B sin(2πN*x/D)；

S₃＝A+B cos(2πN*x/D)；

S₄＝A-B cos(2πN*x/D)，

其中，A表示所述正弦敏感電極的直流分量，B表示所述正弦敏感電極的幅度。將每一正弦周期中所述正弦敏感電極和采集電極形成的四個(gè)正對(duì)區(qū)域相應(yīng)連接得到：

S₁＝N*(A+B sin(2πN*x/D))；

S₂＝N*(A-B sin(2πN*x/D))；

S₃＝N*(A+B cos(2πN*x/D))；

S₄＝N*(A-B cos(2πN*x/D))，

將一個(gè)正弦周期內(nèi)的四個(gè)正對(duì)區(qū)域形成的多級(jí)電容分別表示為C₁、C₂、C₃和C₄，并將所述兩正弦敏感電極中N個(gè)正弦周期的多級(jí)電容C₁、C₂、C₃和C₄均相應(yīng)連接得到四路粗測(cè)量電容信號(hào)C_N1、C_N2、C_N3和C_N4，以及四路細(xì)測(cè)量電容信號(hào)C_N1、C_N2、C_N3和C_N4。

進(jìn)一步地，四路粗測(cè)量電容信號(hào)和四路細(xì)測(cè)量電容信號(hào)經(jīng)所述C-V轉(zhuǎn)換模塊和差分放大模塊后得到兩路粗測(cè)量正弦旋變信號(hào)和兩路細(xì)測(cè)量正弦旋變信號(hào)，具體過程為：四路粗測(cè)量電容信號(hào)和四路細(xì)測(cè)量電容信號(hào)通過所述C-V轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成的四路電壓信號(hào)均可以表示為：

U₁＝U sin(wt)*(A+B sin(2πN*x/D))；

U₂＝U sin(wt)*(A-B sin(2πN*x/D))；

U₃＝U sin(wt)*(A+B cos(2πN*x/D))；

U₄＝U sin(wt)*(A-B cos(2πN*x/D))，

其中，U表示輸出電壓的幅度，sin(wt)表示所述旋變解調(diào)模塊輸出的頻率為w的正弦激勵(lì)信號(hào)；四路粗測(cè)量電壓信號(hào)和四路細(xì)測(cè)量電壓信號(hào)輸入所述差分放大模塊中得到兩路粗測(cè)量正弦旋變信號(hào)和兩路細(xì)測(cè)量正弦旋變信號(hào)，分別表示為：

U_粗sin＝U sin(wt)sin(2πN₂*x_粗/D)；

U_粗cos＝U sin(wt)cos(2πN₂*x_粗/D)；

U_細(xì)sin＝U sin(wt)sin(2πN₁*x_細(xì)/D)；

U_細(xì)cos＝U sin(wt)cos(2πN₁*x_細(xì)/D)，

其中，N₁和N₂分別表示粗測(cè)量電容和細(xì)測(cè)量電容中所述正弦敏感電極的正弦個(gè)數(shù)，且N₁和N₂沒有公約數(shù)，x_粗表示解算得到的粗測(cè)量位移，x_細(xì)表示解算得到的細(xì)測(cè)量位移。

進(jìn)一步地，所述誤差補(bǔ)償模塊對(duì)粗測(cè)量位移和細(xì)測(cè)量位移進(jìn)行誤差補(bǔ)償?shù)玫浇^對(duì)位移，具體表示為：通過所述差分放大模塊獲得的兩路正弦旋變信號(hào)的正弦波和余弦波表示為：

其中，x表示動(dòng)尺1-1與定尺1-2相對(duì)位移的測(cè)量點(diǎn)與原點(diǎn)的距離；A₀和B₀表示正交弦變信號(hào)的直流分量；A_m和B_m表示正交弦變信號(hào)的幅值，和為信號(hào)幅值誤差源；和表示高次諧波之和，為諧波分量誤差來源；δ_e表示電噪音，為噪聲來源；經(jīng)所述誤差補(bǔ)償模塊補(bǔ)償后的補(bǔ)償函數(shù)表示為：

x_R＝x_C+(A cos(2πN*x/D)+B cos(4πN*x/D)+C cos(8πN*x/D))

其中，x_R為補(bǔ)償后的位移值，x_C為補(bǔ)償前的位移值，A、B和C為補(bǔ)償函數(shù)的參數(shù)，x_粗和x_細(xì)經(jīng)補(bǔ)償后得到x_R粗和x_R細(xì)，然后由公式x_R粗≈n*x_R細(xì)計(jì)算出細(xì)測(cè)量位移相對(duì)于粗測(cè)量位移重復(fù)的周期個(gè)數(shù)n，并通過公式x_實(shí)＝n*x_R細(xì)計(jì)算得到絕對(duì)位移。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明基于旋變解調(diào)技術(shù)實(shí)現(xiàn)位移的測(cè)量，相比現(xiàn)有的非接觸式電容位移傳感器，在單激勵(lì)作用下可以更加容易實(shí)現(xiàn)高精度和大量程測(cè)量，其動(dòng)態(tài)跟蹤能力更加突出。2、本發(fā)明通過兩路測(cè)量經(jīng)旋變解調(diào)模塊獲得細(xì)測(cè)位移和粗測(cè)位移，進(jìn)而通過誤差補(bǔ)償模塊進(jìn)行誤差補(bǔ)償后根據(jù)同余定理獲得絕對(duì)位移，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且操作方便，對(duì)物理和機(jī)械污染表現(xiàn)優(yōu)異，可以廣泛應(yīng)用于非接觸式電容位移傳感器中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理示意圖；

圖2是本發(fā)明中定尺與動(dòng)尺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中動(dòng)尺的電極分布示意圖；

圖5是本發(fā)明中定尺的電極分布示意圖；

圖6是本發(fā)明中測(cè)量電容的連接示意圖；

圖7是本發(fā)明的等效電路圖；

圖8是本發(fā)明中敏感結(jié)構(gòu)經(jīng)調(diào)制后輸出的標(biāo)準(zhǔn)COS函數(shù)波形圖；

圖9是本發(fā)明中敏感結(jié)構(gòu)經(jīng)調(diào)制后輸出的標(biāo)準(zhǔn)SIN函數(shù)波形圖；

圖10是本發(fā)明輸出的細(xì)測(cè)量信號(hào)和粗測(cè)量信號(hào)的波形圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發(fā)明，它們不應(yīng)該理解成對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1～5所示，本發(fā)明的電容式旋變位移傳感器包括敏感結(jié)構(gòu)1和解調(diào)電路2，敏感結(jié)構(gòu)1包括一動(dòng)尺1-1和一定尺1-2，解調(diào)電路2包括一旋變解調(diào)模塊2-1、一放大模塊2-2、一前置低通濾波模塊2-3、一載波信號(hào)調(diào)理模塊2-4、四C-V轉(zhuǎn)換模塊2-5、兩差分放大模塊2-6、一后置低通濾波模塊2-7、一誤差補(bǔ)償模塊2-8、一主處理器模塊2-9和一電源模塊2-10，其中，動(dòng)尺1-1和定尺1-2平行設(shè)置，動(dòng)尺1-1包括兩正弦敏感電極1-1-1和一耦合電極1-1-2，定尺1-2包括兩采集電極1-2-1和一激勵(lì)電極1-2-2。

動(dòng)尺1-1的外側(cè)固定連接運(yùn)動(dòng)件，動(dòng)尺1-1的內(nèi)側(cè)平行設(shè)置周期個(gè)數(shù)不同且沒有公約數(shù)的兩正弦敏感電極1-1-1，兩正弦敏感電極1-1-1之間設(shè)置耦合電極1-1-2，且兩正弦敏感電極1-1-1和耦合電極1-1-2為等勢(shì)體；定尺1-2的內(nèi)側(cè)平行設(shè)置兩采集電極1-2-1，兩采集電極1-2-1之間設(shè)置激勵(lì)電極1-2-2；兩采集電極1-2-1和兩正弦敏感電極1-1-1正對(duì)形成粗測(cè)量電容和細(xì)測(cè)量電容，激勵(lì)電極1-2-2和耦合電極1-1-2正對(duì)形成耦合電容。

旋變解調(diào)模塊2-1將輸出的載波信號(hào)經(jīng)放大模塊2-2、前置低通濾波模塊2-3和載波信號(hào)調(diào)理模塊2-4后發(fā)送到激勵(lì)電極1-2-2，并通過耦合電容作用到耦合電極1-1-2，耦合電極1-1-2將載波信號(hào)傳遞到兩正弦敏感電極1-1-1，并分別通過粗測(cè)量電容和細(xì)測(cè)量電容作用到兩采集電極1-2-1得到四路粗測(cè)量電容信號(hào)和四路細(xì)測(cè)量電容信號(hào)(以此為例，不限于此，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行確定)，四路粗測(cè)量電容信號(hào)和四路細(xì)測(cè)量電容信號(hào)分別通過一C-V轉(zhuǎn)換模塊2-5轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。轉(zhuǎn)換后的四路粗測(cè)量電壓信號(hào)和四路細(xì)測(cè)量電壓信號(hào)通過兩差分放大模塊2-6后獲得兩路粗測(cè)量正交旋變信號(hào)和兩路細(xì)測(cè)量正交旋變信號(hào)，兩路粗測(cè)量正交旋變信號(hào)和兩路細(xì)測(cè)量正交旋變信號(hào)經(jīng)后置低通濾波模塊2-7進(jìn)行濾波后通過旋變解調(diào)模塊2-1得到粗測(cè)量位移和細(xì)測(cè)量位移。誤差補(bǔ)償模塊2-8對(duì)粗測(cè)量位移和細(xì)測(cè)量位移進(jìn)行誤差補(bǔ)償，并根據(jù)同余定理結(jié)合補(bǔ)償后的粗測(cè)量位移和細(xì)測(cè)量位移得到絕對(duì)位移并發(fā)送到主處理器模塊2-9中，電源模塊2-10用于為本發(fā)明的電容式旋變位移傳感器進(jìn)行供電。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明中的兩正弦敏感電極1-1-1均為函數(shù)f₁(x)＝d+τ(sin(2πN*x/D+1))和函數(shù)f₂(x)＝d+τ(sin(2πN*x/D-1))圍成的帶形區(qū)域，如圖6所示，其中，d表示正弦敏感電極1-1-1中心偏離耦合電極1-1-2的距離，τ表示正弦敏感電極1-1-1寬度的一半，N表示帶形區(qū)域內(nèi)所包含的正弦周期個(gè)數(shù)，D表示N個(gè)正弦周期對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度。在正弦敏感電極1-1-1的一個(gè)正弦周期內(nèi)，每間隔90°將正對(duì)的采集電極1-2-1分割成一矩形區(qū)域，一個(gè)正弦周期內(nèi)分割成的四個(gè)矩形區(qū)域分別表示為S₀、S₉₀、S₁₈₀和S₂₇₀，四個(gè)矩形區(qū)域又被正弦敏感電極1-1-1的中心線上下分割成八個(gè)矩形區(qū)域，分別表示為S_0上、S_90上、S_180上、S_270上、S_0下、S_90下、S_180下和S_270下，將區(qū)域S_0上連接區(qū)域S_180下、區(qū)域S_90上連接區(qū)域S_270下、區(qū)域S_180上連接區(qū)域S_0下以及區(qū)域S_270上連接區(qū)域S_90下獲得正弦敏感電極1-1-1和采集電極1-2-1的正對(duì)面積隨動(dòng)尺1-1與定尺1-2相對(duì)位移變化的四個(gè)正對(duì)區(qū)域S₁、S₂、S₃和S₄，分別表示為：

S₁＝A+B sin(2πN*x/D)；

S₂＝A-B sin(2πN*x/D)；

S₃＝A+B cos(2πN*x/D)；

S₄＝A-B cos(2πN*x/D)，

其中，A表示正弦敏感電極1-1-1的直流分量，B表示正弦敏感電極1-1-1的幅度。將每一正弦周期中正弦敏感電極1-1-1和采集電極1-2-1形成的四個(gè)正對(duì)區(qū)域相應(yīng)連接得到：

S₁＝N*(A+B sin(2πN*x/D))；

S₂＝N*(A-B sin(2πN*x/D))；

S₃＝N*(A+B cos(2πN*x/D))；

S₄＝N*(A-B cos(2πN*x/D))，

將一個(gè)正弦周期內(nèi)的四個(gè)正對(duì)區(qū)域形成的多級(jí)電容分別表示為C₁、C₂、C₃和C₄，并將兩正弦敏感電極1-1-1中N個(gè)正弦周期的多級(jí)電容C₁、C₂、C₃和C₄均相應(yīng)連接得到四路粗測(cè)量電容信號(hào)C_N1、C_N2、C_N3和C_N4，以及四路細(xì)測(cè)量電容信號(hào)C_N1、C_N2、C_N3和C_N4，此時(shí)，動(dòng)尺1-1與定尺1-2的相對(duì)位移信息通過粗測(cè)量電容和細(xì)測(cè)量電容轉(zhuǎn)換為四路粗測(cè)量電容信號(hào)和四路細(xì)測(cè)量電容信號(hào)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖7所示，得到的四路粗測(cè)量電容信號(hào)和四路細(xì)測(cè)量電容信號(hào)通過C-V轉(zhuǎn)換模塊2-5轉(zhuǎn)換成的四路電壓信號(hào)均可以表示為：

U₁＝U sin(wt)*(A+B sin(2πN*x/D))；

U₂＝U sin(wt)*(A-B sin(2πN*x/D))；

U₃＝U sin(wt)*(A+B cos(2πN*x/D))；

U₄＝U sin(wt)*(A-B cos(2πN*x/D))，

其中，U表示輸出電壓的幅度，可以通過d、τ和D計(jì)算得到，sin(wt)表示旋變解調(diào)模塊2-1輸出的頻率為w的正弦激勵(lì)信號(hào)；四路粗測(cè)量電壓信號(hào)和四路細(xì)測(cè)量電壓信號(hào)輸入兩差分放大模塊2-6中得到兩路粗測(cè)量正弦旋變信號(hào)和兩路細(xì)測(cè)量正弦旋變信號(hào)如圖8～10所示，分別表示為：

U_粗sin＝U sin(wt)sin(2πN₂*x_粗/D)；

U_粗cos＝U sin(wt)cos(2πN₂*x_粗/D)；

U_細(xì)sin＝U sin(wt)sin(2πN₁*x_細(xì)/D)；

U_細(xì)cos＝U sin(wt)cos(2πN₁*x_細(xì)/D)，

其中，N₁和N₂分別表示粗測(cè)量電容和細(xì)測(cè)量電容中正弦敏感電極1-1-1的正弦個(gè)數(shù)，為實(shí)現(xiàn)絕對(duì)測(cè)量，設(shè)計(jì)中N₁和N₂沒有公約數(shù)，得到的兩路粗測(cè)量正弦旋變信號(hào)和兩路細(xì)測(cè)量正弦旋變信號(hào)通過旋變解調(diào)模塊2-1解算得到粗測(cè)量位移x_粗和細(xì)測(cè)量位移x_細(xì)。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的電容式旋變位移傳感器完成位移測(cè)量后需要通過誤差補(bǔ)償模塊2-8進(jìn)行誤差補(bǔ)償，由于各類誤差的存在，通過兩差分放大模塊2-6獲得的兩路正弦旋變信號(hào)的正弦波和余弦波表示為：

其中，x表示動(dòng)尺1-1與定尺1-2相對(duì)位移的測(cè)量點(diǎn)與原點(diǎn)的距離，A₀和B₀表示正交弦變信號(hào)的直流分量；A_m和B_m表示正交弦變信號(hào)的幅值，和為信號(hào)幅值誤差源；和表示高次諧波之和，為諧波分量誤差來源；δ_e表示電噪音，為噪聲來源，絕對(duì)位移信號(hào)由上述四部分組成，建立三角函數(shù)模型保護(hù)，經(jīng)誤差補(bǔ)償模塊2-8補(bǔ)償后的補(bǔ)償函數(shù)表示為：

x_R＝x_C+(A cos(2πN*x/D)+B cos(4πN*x/D)+C cos(8πN*x/D))

其中，x_R為補(bǔ)償后的位移值，x_C為補(bǔ)償前的位移值，A、B和C為補(bǔ)償函數(shù)的參數(shù)，x_粗和x_細(xì)經(jīng)補(bǔ)償后得到x_R粗和x_R細(xì)，然后由公式x_R粗≈n*x_R細(xì)計(jì)算出細(xì)測(cè)量位移相對(duì)于粗測(cè)量位移重復(fù)的周期個(gè)數(shù)n，并通過公式x_實(shí)＝n*x_R細(xì)計(jì)算得到絕對(duì)位移并發(fā)送到主處理器模塊2-9中。在利用誤差補(bǔ)償后的粗測(cè)量位移x_粗和細(xì)測(cè)量位移x_細(xì)得到絕對(duì)位移的過程中運(yùn)用了同余定理。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，動(dòng)尺1-1和定尺1-2的間距可以設(shè)置為1mm。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，每一C-V轉(zhuǎn)換模塊2-5均可以采用10pF的反饋電容和100M的反饋電阻，用于保證高信噪比和最低的誤差損失。

下面通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的電容式旋變位移傳感器的具體使用過程：

本發(fā)明使用時(shí)，將待測(cè)運(yùn)動(dòng)件連接動(dòng)尺1-1，此時(shí)旋變解調(diào)模塊2-1輸出一路載波信號(hào)作用于激勵(lì)電極1-2-2上，激勵(lì)電極1-2-2和耦合電極1-1-2相互耦合在耦合電極1-1-2上產(chǎn)生電壓，進(jìn)而在兩正弦敏感電極1-1-1上均產(chǎn)生一個(gè)載波信號(hào)，兩正弦敏感電極1-1-1和兩采集電極1-2-1正對(duì)，通過兩正弦敏感電極1-1-1正弦周期的調(diào)制，在兩采集電極1-2-1均獲得被位移信息調(diào)制的正交信號(hào)，正交信號(hào)經(jīng)C-V轉(zhuǎn)換模塊2-5、差分放大模塊2-6和后置低通濾波模塊2-7后轉(zhuǎn)換為正交旋變信號(hào)，旋變解調(diào)模塊2-1通過載波信號(hào)完成對(duì)正交旋變信號(hào)的解調(diào)并獲得粗測(cè)量位移和細(xì)測(cè)量位移，再通過誤差補(bǔ)償模塊2-8對(duì)粗測(cè)量位移和細(xì)測(cè)量位移的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，最后根據(jù)同余定理結(jié)合補(bǔ)償后的粗測(cè)量位移和細(xì)測(cè)量位移得到絕對(duì)位移。

上述各實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。