一、整體測量系統構成

三豐 543 系列采用 容柵式絕對位移傳感器（Absolute Encoder），整套系統由四部分組成：

測桿傳動機構

容柵傳感器極板（動柵 + 定柵）

專用檢測 ASIC 芯片

LCD 顯示與功能電路

它沒有齒輪、沒有游絲、沒有指針結構，靠電場變化測量位移。

二、核心：容柵傳感器的結構與原理

1. 什么是容柵？

容柵 = 電容 + 柵極

在陶瓷或玻璃基板上，光刻出大量等間距、周期性排列的金屬電極。

三豐內部柵距標準：

• 常規型號：柵距 p = 0.01 mm（10 μm）

• 高精度型號：柵距 p = 0.005 mm（5 μm）

由兩部分組成：

• 定柵（Stator）：固定在表殼內，不動

• 動柵（Slider）：固定在測桿滑塊上，隨測桿上下移動

兩者平行相對、間距極小（微米級）、不接觸。

2. 電容如何隨位移變化？

動柵與定柵之間形成微小平板電容器：

C=dεS

• ε：介電常數

• S：極板重疊面積

• d：極板間距（固定不變）

當測桿移動：

• 動柵上下移動 → 重疊面積 S 變化

• 電容 C 隨之周期性變化

芯片通過檢測電容變化，就能判斷移動方向與距離。

3. 多組電極構成 “周期信號"

定柵上不是一組電極，而是多組：

• A 相電極

• B 相電極

• 參考電極 / 驅動電極

動柵移動時，A、B 相電容變化會形成 相位差 90° 的正弦波信號。

芯片通過相位判斷：

• 相位超前 → 正向移動

• 相位滯后 → 反向移動

這就是辨向原理。

4. 如何實現 0.001 mm 高精度？

柵距本身只有 0.01 mm，

但芯片內部會進行 高精度相位插值（內插細分）。

例如：

• 柵距 0.01 mm

• 芯片內插 10 倍

  → 分辨率達到 0.001 mm

高精度型號（如 543-561）插值更高，可到 0.0005 mm。

三、三豐 ABS 絕對位置原理（關鍵技術）

普通數顯表是 增量式：

• 關機丟失位置

• 開機必須重新歸零

三豐 543 是 絕對式容柵：

• 柵極不僅有周期柵線

• 還刻有 絕對位置編碼（偽隨機碼 / 單圈絕對碼）

工作邏輯：

開機瞬間

芯片讀取編碼 → 直接識別當前絕對位置

立刻顯示真實位移值

不需要歸零、不需要找參考點

這就是 ABS 絕對原點技術。

四、電氣信號流程（完整鏈路）

ASIC 芯片發出高頻激勵信號

頻率通常幾百 kHz，加到定柵驅動電極。

信號通過電場耦合到動柵

動柵接收交變信號。

動柵移動 → 信號幅度 / 相位變化

變化量與位移嚴格對應。

芯片采集 → 放大 → 整流 → 濾波

得到平滑的周期波形。

相位檢測 + 方向判斷

確定移動方向與格數。

細分計算 → 數字位移值

轉換成 mm 或 inch。

送 LCD 顯示

同時支持：

• 清零

• 公制英制轉換

• 公差判斷

• SPC 數據輸出

五、機械結構原理（測桿部分）

雖然是電子測量，但測桿仍有精密機械結構：

精密導柱導向

保證測桿純直線運動，無徑向晃動。

測力彈簧

提供恒定測力（約 0.5～1.5N）

保證測量力穩定。

防轉結構

防止測桿旋轉，避免動柵偏移。

防塵密封圈

防止油、水、粉塵進入傳感器區域。