CN109211094A - 一种基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器，包括转子基体和定子基体，转子基体下表面设有反射电极Ⅰ、感应电极、反射电极Ⅱ，反射电极Ⅰ、Ⅱ分别与感应电极相连；定子基体上表面设有接收电极Ⅰ、激励电极和接收电极Ⅱ，激励电极的四个激励相分别连接四路激励信号，接收电极Ⅰ输出第一路差动正弦行波信号，接收电极Ⅱ输出第二路差动正弦行波信号，利用第一路差动正弦行波信号计算精测角位移值，利用第一路与第二路差动正弦行波信号的相位差计算粗测对极定位值，将精测角位移值与粗测对极定位值相结合得到绝对角位移值。该传感器能实现绝对角位移测量，同时扩大应用范围，增强工业适应性。
Description
技术领域
本发明涉及精密角位移传感器，具体涉及一种基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器。
背景技术
角位移传感器分为增量式和绝对式两种。相比增量式，绝对式角位移传感器具有开机无需复位，立刻获得绝对角度信息和无累计误差等优势，提高了工作效率和可靠性，因而逐渐成为角位移传感器的发展趋势。目前使用广泛的是绝对式光电编码器，它主要通过编码实现绝对定位，但是编码解码过程复杂。另外，需要利用精密刻线作为空间基准来实现精密测量，但是刻线的宽度受到光学衍射极限的限制。近年来研制出一种以时钟脉冲作为位移测量基准的时栅传感器，并在此基础上研制出了一种电场式时栅角位移传感器(公开号为CN103968750A)，这种传感器以高频时钟脉冲作为测量基准，采用平行电容板构建交变电场进行精密位移测量，虽然能够实现精密测量，但是其仍然存在如下问题：(1)采用增量计数方式，存在累计误差；(2)激励信号从传感器的定子基体上的激励电极接入，感应信号从转子基体上的转子电极输出，转子基体上需要引信号输出线，有些场合不能使用，应用范围窄。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器，以实现绝对角位移测量，同时扩大应用范围，增强工业适应性。
本发明所述的基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器，包括定子基体和与定子基体同轴安装的转子基体，转子基体下表面与定子基体上表面正对平行，并留有间隙，转子基体下表面设有感应电极，定子基体上表面设有与感应电极正对的激励电极，所述激励电极由一圈径向高度相同、圆心角相等的扇环形极片沿圆周方向等间隔排布组成，其中，第4n1+1号扇环形极片连成一组，组成A激励相，第4n1+2号扇环形极片连成一组，组成B激励相，第4n1+3号扇环形极片连成一组，组成C激励相，第4n1+4号扇环形极片连成一组，组成D激励相，n1依次取0至M1-1的所有整数，M1表示激励电极的对极数。
所述定子基体上表面设有差动式的接收电极Ⅰ和差动式的接收电极Ⅱ，接收电极Ⅰ位于激励电极的外侧，接收电极Ⅱ位于激励电极的内侧，所述转子基体下表面设有与接收电极Ⅰ正对的反射电极Ⅰ和与接收电极Ⅱ正对的反射电极Ⅱ(即反射电极Ⅰ位于感应电极的外侧，反射电极Ⅱ位于感应电极的内侧)。
所述感应电极由一圈相同的双正弦形极片沿圆周方向等间隔排布组成，该双正弦形极片所对的圆心角等于所述扇环形极片所对的圆心角，其中，第4n2+1号双正弦形极片连成一组，组成A感应组，第4n2+2号双正弦形极片连成一组，组成B感应组，第4n2+3号双正弦形极片连成一组，组成C感应组，第4n2+4号双正弦形极片连成一组，组成D感应组，n2依次取0至M2-1的所有整数，M2表示感应电极的对极数，M2＝M1。
所述反射电极Ⅰ由同心的第一圆环形反射极片与第二圆环形反射极片间隔组成，第一、第二圆环形反射极片分别与A、C感应组或者B、D感应组相连；所述反射电极Ⅱ由径向高度相同、圆心角相等的四个扇环形反射极片沿圆周方向等间隔排布组成，四个扇环形反射极片分别与A、B、C、D感应组相连。
测量时，转子基体与定子基体相对平行转动，对定子基体的A、B、C、D激励相分别施加相位依次相差90°的四路同频等幅正弦激励电压，激励信号经激励电极与感应电极之间的一次耦合电场，在感应电极上产生四路同频等幅相位相差90°的电信号，其中两路相位相差180°的电信号经反射电极Ⅰ直接反射到接收电极Ⅰ上，在接收电极Ⅰ上产生相位相差180°的同频等幅的第一、第二行波信号，经减法电路后获得第一路差动正弦行波信号Uo1，这四路电信号(即在感应电极上产生的四路同频等幅相位相差90°的电信号)经反射电极Ⅱ与接收电极Ⅱ之间的二次耦合电场，在接收电极Ⅱ上产生相位相差180°的同频等幅的第三、第四行波信号，经减法电路后获得第二路差动正弦行波信号Uo2，第一路差动正弦行波信号Uo1经处理后得到精测角位移值(即对极内角位移值)，第一路差动正弦行波信号Uo1与第二路差动正弦行波信号Uo2比相后的相位差经处理后得到粗测对极定位值，将精测角位移值与粗测对极定位值相结合得到绝对角位移值。
所述感应电极中的双正弦形极片沿圆周方向展开后的形状为两条幅值相等、相位相差180°的正弦曲线在[0,π]区间围成的全封闭轴对称图形。
所述接收电极Ⅰ由同心的第一圆环形接收极片与第二圆环形接收极片间隔组成，第一圆环形接收极片与第一圆环形反射极片正对，作为所述第一行波信号的输出电极，第二圆环形接收极片与第二圆环形反射极片正对，作为所述第二行波信号的输出电极。
所述接收电极Ⅱ有两种结构形式：第一种接收电极Ⅱ的整体形状为圆环，圆环由半径为b的内圆与半径为a的外圆围成，并被一条周期为360°、线宽为d的封闭正弦极坐标曲线剖成相互绝缘的两块极片，两块极片分别作为所述第三、第四行波信号的输出电极。第二种接收电极Ⅱ由相同的两个扇叶形极片沿圆周方向间隔相等的弧长排布组成，该扇叶形极片的形状为[-π,0]区间的两条相同的余弦极坐标曲线段在起止点与同心的内外圆弧相交而围成的全封闭图形，所述的两条相同的余弦极坐标曲线段的起始点所夹的圆心角为β，两个扇叶形极片分别作为所述第三、第四行波信号的输出电极。
本发明具有如下效果：
(1)将感应电极感应到的其中两路行波信号通过反射电极Ⅰ直接反射回接收电极Ⅰ，将感应电极感应到的四路行波信号作为二次耦合调制的激励信号，二次耦合调制的激励信号经反射电极Ⅱ反射回接收电极Ⅱ(即通过重合面积的变化对感应电极感应到的四路行波信号进行空间上的二次调制)，由接收电极Ⅰ、Ⅱ输出行波信号，输入输出信号均在定子基体上，转子基体无需引信号输出线，应用范围更广。
(2)反射电极Ⅰ由同心的第一、第二圆环形反射极片间隔组成，接收电极Ⅰ由同心的第一、第二圆环形接收极片间隔组成，反射电极Ⅰ与接收电极Ⅰ是对感应电极的信号进行直接反射与接收，将接收电极Ⅰ输出的第一路差动正弦行波信号Uo1作为角位移精测信号，角位移精测信号与感应电极输出信号的特性完全相同，不会带来精度损失，从而使得精测部分角位移精度得到了提高。
(3)接收电极Ⅰ、Ⅱ均采用差动结构，抑制了共模干扰，能提高信噪比，从而提高了信号质量，由此带来传感器的信号稳定性和抗干扰能力得到了极大地提升，环境适应能力更强，工业适应性更强。
附图说明
图1为实施例1中定子基体上的电极与转子基体上的电极示意图。
图2为实施例1中定子基体与转子基体的对应关系示意图。
图3为实施例1中定子基体的引线示意图。
图4为实施例1中转子基体的引线示意图。
图5为实施例2中定子基体上的电极与转子基体上的电极示意图。
图6为实施例2中定子基体与转子基体的对应关系示意图。
图7为实施例2中定子基体的引线示意图。
图8为实施例2中转子基体的引线示意图。
图9为实施例1、实施例2的信号处理原理框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
实施例1：如图1至图4所示的基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器，包括定子基体1和与定子基体1同轴安装的转子基体2，转子基体2下表面与定子基体1上表面正对平行，并留有0.5mm间隙，定子基体1、转子基体2均采用陶瓷作为基体材料，通过在陶瓷表面喷镀一层铁镍合金作为电极的极片。
如图1至图3所示，定子基体1上表面由外圈到内圈依次设有差动式的接收电极Ⅰ、激励电极11和差动式的接收电极Ⅱ13。
激励电极11由一圈内圆半径为17.72mm、径向高度为3.9mm、圆心角为2.8125°的扇环形极片沿圆周方向等间隔排布组成，该间隔所对的圆心角(即相邻两个扇环形极片之间间隔的圆心角)为2.8125°，激励电极11的对极数M1＝16，每相邻的四个扇环形极片形成一个对极，则总共有64个扇环形极片；其中，沿圆周顺时针方向第4n1+1号扇环形极片通过第一根激励信号连接线连成一组，组成A激励相，第4n1+2号扇环形极片通过第二根激励信号连接线连成一组，组成B激励相，第4n1+3号扇环形极片通过第三根激励信号连接线连成一组，组成C激励相，第4n1+4号扇环形极片通过第四根激励信号连接线连成一组，组成D激励相，n1依次取0至15的所有整数。
接收电极Ⅰ由同心的第一圆环形接收极片121与第二圆环形接收极片122间隔0.2mm组成，第一圆环形接收极片121的内圆半径为25.78mm、外圆半径为27.58mm，第二圆环形接收极片122的内圆半径为27.78mm、外圆半径为29.58mm，第一圆环形接收极片121作为第一行波信号的输出电极(即在激励作用下可产生第一行波信号)，第二圆环形接收极片122作为第二行波信号的输出电极(即在激励作用下可产生第二行波信号)。
接收电极Ⅱ13的整体形状为圆环，圆环由半径为13mm的内圆与半径为16.06mm的外圆围成，圆环的径向高度为3.06mm，圆环被一条周期为360°(即只具有一个周期)、线宽为0.2mm的封闭正弦极坐标曲线剖成相互绝缘的两块极片，圆环(即接收电极Ⅱ13)的一块极片作为第三行波信号的输出电极(即在激励作用下可产生第三行波信号)，圆环(即接收电极Ⅱ13)的另一块极片作为第四行波信号的输出电极(即在激励作用下可产生第四行波信号)。
如图1、图2、图4所示，转子基体2下表面由外圈到内圈依次设有反射电极Ⅰ、感应电极21和反射电极Ⅱ23，反射电极Ⅰ与接收电极Ⅰ正对，感应电极21与激励电极11正对，反射电极Ⅱ23与接收电极Ⅱ13正对。
感应电极21由一圈相同的双正弦形极片沿圆周方向等间隔排布组成，该间隔所对的圆心角(即相邻两个双正弦形极片之间间隔的圆心角)为2.8125°，感应电极21的对极数M2＝16，每相邻的四个双正弦形极片形成一个对极，则总共有64个双正弦形极片，双正弦形极片沿圆周方向展开后的形状为两条幅值相等、相位相差180°的正弦曲线在[0,π]区间围成的全封闭轴对称图形，每个双正弦形极片的中心到圆心的距离(即每个双正弦形极片的中心所在的圆的半径)为19.67mm，每个双正弦形极片的径向高度为3.4mm、所对的圆心角为2.8125°；其中，沿圆周顺时针方向其中，第4n2+1号双正弦形极片通过第一根感应信号连接线连成一组，组成A感应组，第4n2+2号双正弦形极片通过第二根感应信号连接线连成一组，组成B感应组，第4n2+3号双正弦形极片通过第三根感应信号连接线连成一组，组成C感应组，第4n2+4号双正弦形极片通过第四根感应信号连接线连成一组，组成D感应组，n2依次取0至15的所有整数，感应电极21的每个对极内的四个双正弦形极片与激励电极11的每个对极内的四个扇环形极片的空间位置一一对应。
反射电极Ⅰ由同心的第一圆环形反射极片221与第二圆环形反射极片222间隔0.2mm组成，第一圆环形反射极片221的内圆半径为25.78mm、外圆半径为27.58mm，第二圆环形反射极片222的内圆半径为27.78mm、外圆半径为29.58mm，第一圆环形反射极片221与第一圆环形接收极片121正对，第二圆环形反射极片222与第二圆环形接收极片122正对。第一圆环形反射极片221通过信号引线与A感应组相连，第二圆环形反射极片222通过信号引线与C感应组相连。
反射电极Ⅱ23由内圆半径为12.75mm、径向高度为3.56mm、圆心角为89.1°的四个扇环形反射极片沿圆周方向等间隔排布组成，该间隔所对的圆心角(即相邻两个扇环形反射极片之间间隔的圆心角)为0.9°，该间隔对应的内圆弧长为0.2mm，四个扇环形反射极片分别通过信号引线与A、B、C、D感应组相连。
测量时，转子基体2与定子基体1相对平行转动，对定子基体的A、B、C、D激励相分别施加相位依次相差90°的四路同频等幅正弦激励电压(即四根激励信号连接线中分别通入相位依次相差90°的四路同频等幅正弦激励信号)，激励信号经激励电极11与感应电极21之间的一次耦合电场，在感应电极21上产生四路同频等幅相位相差90°的电信号，其中两路相位相差180°的电信号经第一圆环形反射极片221、第二圆环形反射极片222直接反射到第一圆环形接收极片121、第二圆环形接收极片122上，在第一圆环形接收极片121、第二圆环形接收极片122上产生相位相差180°的同频等幅的第一、第二行波信号，这四路电信号(即在感应电极上产生的四路同频等幅相位相差90°的电信号)经反射电极Ⅱ与接收电极Ⅱ之间的二次耦合电场(即通过重合面积的变化对四路电信号的幅值进行二次调制)，在接收电极Ⅱ上产生包含了新的空间对极信息的相位相差180°的同频等幅的第三、第四行波信号。
第一、第二行波信号经减法电路合成第一路差动正弦行波信号Uo1：
Uo1＝KeUmsin[ωt+16θ]；
第三、第四行波信号经减法电路合成第二路差动正弦行波信号Uo2：
Uo2＝KeUmsin[ωt+17θ]；
其中，激励信号的幅值Um＝5V，频率f＝40KHz，角频率ω＝2πf＝8×104π，Ke为电场耦合系数，θ为精测角位移值。
第一路差动正弦行波信号Uo1与一路相位固定的同频参考正弦信号Ur经整形电路整形成方波后送入FPGA信号处理系统中进行比相，比相后的相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示，并经变换后得到精测角位移值；第一路差动正弦行波信号Uo1与第二路差动正弦行波信号Uo2经整形电路整形成方波后送入FPGA信号处理系统中进行比相，比相后的相位差与一路整形成方波的相位固定的同频参考信号Ur再进行比相，比相后的相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示，并经变换后得到粗测对极定位值，FPGA信号处理系统将精测角位移值与粗测对极定位值相结合得到绝对角位移值(参见图9)。
实施例2：如图5至图8所示的基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器，包括定子基体1和与定子基体1同轴安装的转子基体2，转子基体2下表面与定子基体1上表面正对平行，并留有0.5mm间隙，定子基体1、转子基体2均采用陶瓷作为基体材料，通过在陶瓷表面喷镀一层铁镍合金作为电极的极片。
如图5至图7所示，定子基体1上表面由外圈到内圈依次设有差动式的接收电极Ⅰ、激励电极11和差动式的接收电极Ⅱ13。
激励电极11由一圈内圆半径为17.72mm、径向高度为3.9mm、圆心角为2.8125°的扇环形极片沿圆周方向等间隔排布组成，该间隔所对的圆心角(即相邻两个扇环形极片之间间隔的圆心角)为2.8125°，激励电极11的对极数M1＝16，每相邻的四个扇环形极片形成一个对极，则总共有64个扇环形极片；其中，沿圆周顺时针方向第4n1+1号扇环形极片通过第一根激励信号连接线连成一组，组成A激励相，第4n1+2号扇环形极片通过第二根激励信号连接线连成一组，组成B激励相，第4n1+3号扇环形极片通过第三根激励信号连接线连成一组，组成C激励相，第4n1+4号扇环形极片通过第四根激励信号连接线连成一组，组成D激励相，n1依次取0至15的所有整数。
接收电极Ⅰ由同心的第一圆环形接收极片121与第二圆环形接收极片122间隔0.2mm组成，第一圆环形接收极片121的内圆半径为25.78mm、外圆半径为27.58mm，第二圆环形接收极片122的内圆半径为27.78mm、外圆半径为29.58mm，第一圆环形接收极片121作为第一行波信号的输出电极(即在激励作用下可产生第一行波信号)，第二圆环形接收极片122作为第二行波信号的输出电极(即在激励作用下可产生第二行波信号)。
接收电极Ⅱ13由相同的两个扇叶形极片沿圆周方向间隔0.2mm的弧长排布组成，一个扇叶形极片和一个弧长间隔所对的圆心角为180°，扇叶形极片的形状为[-π,0]区间的两条相同的余弦极坐标曲线段在起止点与同心的内外圆弧相交而围成的全封闭图形，即[-π,0]区间的两条相同的余弦极坐标曲线段中的一条在其起始点与内圆弧相交、在其终止点与外圆弧相交，另一条也在其起始点与内圆弧相交、在其终止点与外圆弧相交，从而围成全封闭图形，全封闭图形(相当于扇叶形极片)的内圆半径为13mm，径向高度为3.08mm，则其外圆半径为16.08mm，两条相同的余弦极坐标曲线段的起始点所夹的圆心角(即全封闭图形的内圆弧所对的圆心角)β＝179.12°，两个扇叶形极片分别作为第三、第四行波信号的输出电极(即在激励作用下可分别产生第三、第四行波信号)。
如图5、图6、图8所示，转子基体2下表面由外圈到内圈依次设有反射电极Ⅰ、感应电极21和反射电极Ⅱ23，反射电极Ⅰ与接收电极Ⅰ正对，感应电极21与激励电极11正对，反射电极Ⅱ23与接收电极Ⅱ13正对。
感应电极21由一圈相同的双正弦形极片沿圆周方向等间隔排布组成，该间隔所对的圆心角(即相邻两个双正弦形极片之间间隔的圆心角)为2.8125°，感应电极21的对极数M2＝16，每相邻的四个双正弦形极片形成一个对极，则总共有64个双正弦形极片，双正弦形极片沿圆周方向展开后的形状为两条幅值相等、相位相差180°的正弦曲线在[0,π]区间围成的全封闭轴对称图形，每个双正弦形极片的中心到圆心的距离(即每个双正弦形极片的中心所在的圆的半径)为19.67mm，每个双正弦形极片的径向高度为3.4mm、所对的圆心角为2.8125°；其中，沿圆周顺时针方向其中，第4n2+1号双正弦形极片通过第一根感应信号连接线连成一组，组成A感应组，第4n2+2号双正弦形极片通过第二根感应信号连接线连成一组，组成B感应组，第4n2+3号双正弦形极片通过第三根感应信号连接线连成一组，组成C感应组，第4n2+4号双正弦形极片通过第四根感应信号连接线连成一组，组成D感应组，n2依次取0至15的所有整数，感应电极21的每个对极内的四个双正弦形极片与激励电极11的每个对极内的四个扇环形极片的空间位置一一对应。
反射电极Ⅰ由同心的第一圆环形反射极片221与第二圆环形反射极片222间隔0.2mm组成，第一圆环形反射极片221的内圆半径为25.78mm、外圆半径为27.58mm，第二圆环形反射极片222的内圆半径为27.78mm、外圆半径为29.58mm，第一圆环形反射极片221与第一圆环形接收极片121正对，第二圆环形反射极片222与第二接圆环形接收极片122正对。第一圆环形反射极片221通过信号引线与A感应组相连，第二圆环形反射极片222通过信号引线与C感应组相连。
反射电极Ⅱ23由内圆半径为12.75mm、径向高度为3.58mm、圆心角为89.1°的四个扇环形反射极片沿圆周方向等间隔排布组成，该间隔所对的圆心角(即相邻两个扇环形反射极片之间间隔的圆心角)为0.9°，该间隔对应的内圆弧长为0.2mm，四个扇环形反射极片分别通过信号引线与A、B、C、D感应组相连。
测量时，转子基体2与定子基体1相对平行转动，对定子基体的A、B、C、D激励相分别施加相位依次相差90°的四路同频等幅正弦激励电压(即四根激励信号连接线中分别通入相位依次相差90°的四路同频等幅正弦激励信号)，激励信号经激励电极11与感应电极21之间的一次耦合电场，在感应电极21上产生四路同频等幅相位相差90°的电信号，其中两路相位相差180°的电信号经第一圆环形反射极片221、第二圆环形反射极片222直接反射到第一圆环形接收极片121、第二圆环形接收极片122上，在第一圆环形接收极片121、第二圆环形接收极片122上产生相位相差180°的同频等幅的第一、第二行波信号，这四路电信号(即在感应电极上产生的四路同频等幅相位相差90°的电信号)经反射电极Ⅱ与接收电极Ⅱ之间的二次耦合电场(即通过重合面积的变化对四路电信号的幅值进行二次调制)，在接收电极Ⅱ上产生包含了新的空间对极信息的相位相差180°的同频等幅的第三、第四行波信号。
第一、第二行波信号经减法电路合成第一路差动正弦行波信号Uo1：
Uo1＝KeUmsin[ωt+16θ]；
第三、第四行波信号经减法电路合成第二路差动正弦行波信号Uo2：
Uo2＝KeUmsin[ωt+17θ]；
其中，激励信号的幅值Um＝5V，频率f＝40KHz，角频率ω＝2πf＝8×104π，Ke为电场耦合系数，θ为精测角位移值。
第一路差动正弦行波信号Uo1与一路相位固定的同频参考正弦信号Ur经整形电路整形成方波后送入FPGA信号处理系统中进行比相，比相后的相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示，并经变换后得到精测角位移值；第一路差动正弦行波信号Uo1与第二路差动正弦行波信号Uo2经整形电路整形成方波后送入FPGA信号处理系统中进行比相，比相后的相位差与一路整形成方波的相位固定的同频参考信号Ur再进行比相，比相后的相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示，并经变换后得到粗测对极定位值，FPGA信号处理系统将精测角位移值与粗测对极定位值相结合得到绝对角位移值(参见图9)。
Claims (5)
1.一种基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器，包括定子基体(1)和与定子基体(1)同轴安装的转子基体(2)，转子基体下表面与定子基体上表面正对平行，并留有间隙，转子基体下表面设有感应电极(21)，定子基体上表面设有与感应电极(21)正对的激励电极(11)，所述激励电极(11)由一圈径向高度相同、圆心角相等的扇环形极片沿圆周方向等间隔排布组成，其中，第4n1+1号扇环形极片连成一组，组成A激励相，第4n1+2号扇环形极片连成一组，组成B激励相，第4n1+3号扇环形极片连成一组，组成C激励相，第4n1+4号扇环形极片连成一组，组成D激励相，n1依次取0至M1-1的所有整数，M1表示激励电极的对极数；其特征是：
所述定子基体上表面设有差动式的接收电极I和差动式的接收电极II(13)，接收电极I位于激励电极的外侧，接收电极II(13)位于激励电极的内侧，所述转子基体下表面设有与接收电极I正对的反射电极I和与接收电极II正对的反射电极II(23)；
所述感应电极(21)由一圈相同的双正弦形极片沿圆周方向等间隔排布组成，该双正弦形极片所对的圆心角等于所述扇环形极片所对的圆心角，其中，第4n2+1号双正弦形极片连成一组，组成A感应组，第4n2+2号双正弦形极片连成一组，组成B感应组，第4n2+3号双正弦形极片连成一组，组成C感应组，第4n2+4号双正弦形极片连成一组，组成D感应组，n2依次取0至M2-1的所有整数，M2表示感应电极的对极数，M2＝M1；
所述反射电极I由同心的第一圆环形反射极片(221)与第二圆环形反射极片(222)间隔组成，第一、第二圆环形反射极片分别与A、C感应组或者B、D感应组相连；所述反射电极II(23)由径向高度相同、圆心角相等的四个扇环形反射极片沿圆周方向等间隔排布组成，四个扇环形反射极片分别与A、B、C、D感应组相连；
测量时，转子基体与定子基体相对平行转动，对定子基体的A、B、C、D激励相分别施加相位依次相差90°的四路同频等幅正弦激励电压，接收电极I上产生相位相差180°的同频等幅的第一、第二行波信号，经减法电路后获得第一路差动正弦行波信号Uo1，接收电极II上产生相位相差180°的同频等幅的第三、第四行波信号，经减法电路后获得第二路差动正弦行波信号Uo2，第一路差动正弦行波信号Uo1经处理后得到精测角位移值，第一路差动正弦行波信号Uo1与第二路差动正弦行波信号Uo2比相后的相位差经处理后得到粗测对极定位值，将精测角位移值与粗测对极定位值相结合得到绝对角位移值。
2.根据权利要求1所述的基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器，其特征是：所述感应电极(21)中的双正弦形极片沿圆周方向展开后的形状为两条幅值相等、相位相差180°的正弦曲线在[0，π]区间围成的全封闭轴对称图形。
3.根据权利要求1或2所述的基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器，其特征是：所述接收电极I由同心的第一圆环形接收极片(121)与第二圆环形接收极片(122)间隔组成，第一圆环形接收极片与第一圆环形反射极片正对，作为所述第一行波信号的输出电极，第二圆环形接收极片与第二圆环形反射极片正对，作为所述第二行波信号的输出电极。
4.根据权利要求1或3所述的基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器，其特征是：所述接收电极II(13)的整体形状为圆环，圆环由半径为b的内圆与半径为a的外圆围成，并被一条周期为360°、线宽为d的封闭正弦极坐标曲线剖成相互绝缘的两块极片，两块极片分别作为所述第三、第四行波信号的输出电极。
5.根据权利要求1或3所述的基于交变电场的反射型绝对式时栅角位移传感器，其特征是：所述接收电极II(13)由相同的两个扇叶形极片沿圆周方向间隔相等的弧长排布组成，该扇叶形极片的形状为[-π，0]区间的两条相同的余弦极坐标曲线段在起止点与同心的内外圆弧相交而围成的全封闭图形，所述的两条相同的余弦极坐标曲线段的起始点所夹的圆心角为β，两个扇叶形极片分别作为所述第三、第四行波信号的输出电极。
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