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CAPACITIVE SENSOR AND COMBINED CAPACITIVE DISPLACEMENT MEASUREMENT SENSING SYSTEM | KAPAZITIVER SENSOR UND KOMBINIERTES KAPAZITIVES SENSORSYSTEM ZUR VERDRÄNGUNGSMESSUNG | CAPTEUR CAPACITIF ET SYSTÈME COMBINÉ DE DÉTECTION ET DE MESURE DE DÉPLACEMENT CAPACITIF

Patentnummer:EP3076136B1
IPC Hauptklasse:G01D0005241
Anmelder:
Erfinder:
Anmeldung:26.11.14
Offenlegung:26.11.13
Patenterteilung:07.11.18

Abstract / Hauptanspruch
A capacitive sensor (100) and a combined capacitive displacement measurement sensing system consists of at least one STATORs (104, 105) comprising a first capacitance electrode set (11; or 13) with m electrically connected conductive electrodes (11-1, 11-2,...11-n,...11-m; or 13-1,13-2,...13-n,...13-m) and a second capacitance electrode set (12; or 14) with m electrically connected conductive electrodes (12-1, 12-2,...12-n,...12-m; or 14-1,14-2,...14-n,...14-m). One of corresponding first set and one of corresponding second set (11 and 12, or 13 and 14) of electrodes are arranged alternately at preset distances on electrically insulated substrates (17, 19). In addition, the capacitive sensor (100) consist of at least one MOVER (106) comprising one or more sets of ground electrodes (15-1, 15-2,...15-n; or 16-1,16-2,...16-n). Corresponding capacitive electrodes of the STATORs (104, 105) and the ground electrodes of the MOVER (106) form capacitors. The MOVER (106) moves relatively to the STATORs (104,105) in a controllable manner to change the overlapping areas of the capacitors, resulting changes of the capacitances, thereof, and that reflects displacement measurement. The present invention further consists of signal processing system for capturing and converting electronic signals of the variable capacitors to obtain displacement data. While proper layout of electrodes reduces the impact due to the changes in capacitor gap during moving, mutual offsets of electrodes overcomes dead zones of measurements, together with proper design of electrode shape, thus to achieve both high-precision and long-range absolute displacement measurement.

La présente invention concerne un capteur capacitif (100) ainsi qu'un système combiné de détection et de mesure de déplacement capacitif, ledit système comprenant un ou plusieurs stators (104, 105), un premier ensemble de pièces polaires de capacitance (11, 13) comprenant m pièces polaires conductrices connectées électriquement (11-1, 11-2…11-n…11-m; 13-1, 13-2…13-n…13-m) et placées à des distances prédéterminées, et un second ensemble de pièces polaires de capacitance (12, 14) comprenant m pièces polaires conductrices connectées électriquement (12-1, 12-2…12-n…12-m; 14-1, 14-2…14-n…14-m) et placées à des distances prédéterminées ; les deux ensembles de pièces polaires étant placés en alternance sur des substrats électriquement isolés (17, 19) ; un ou plusieurs éléments mobiles (106) comprenant n pièces polaires de mise à la terre (15-1, 15-2……15-n; 16-1, 16-2……16-n) ; les pièces polaires de capacitance des stators (104, 105) et les pièces polaires de mise à la terre du ou des éléments mobiles (106) formant un condensateur variable ; le ou les éléments mobiles (106) se déplaçant par rapport aux stators (104, 105) de manière contrôlable afin de modifier la région de chevauchement du condensateur variable et ainsi en changer la capacitance, et peut refléter le déplacement ; la présente invention comprend en outre un système de traitement de signal permettant de mesurer des signaux électroniques d'une batterie de condensateurs afin d'obtenir des données de déplacement. Le décalage mutuel est obtenu en définissant l'agencement et la forme de la pièce polaire de manière à réduire l'impact de la modification d'écart de capacitance, permettant ainsi de réaliser des mesures de déplacement absolues et relatives à haute précision et à large plage de mesure.

EP3076136B1


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