CN1100251C

CN1100251C - 电容编码器

Info

Publication number: CN1100251C
Application number: CN 98115362
Authority: CN
Inventors: 王祖斌; 汪锦春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2003-01-29
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: CN1240928A

Abstract

本发明提供一种电容编码器，有增量式和绝对式两种。电路是CMOS元件，易于集成化，结构工艺简单，成本低，功耗低(微功耗)。广泛运用于工业生产中位移和位置的检测与控制，如数控机床、加工中心、机器人及自动控制系统；家电行业中的录像机、摄像机、激光唱机及VCD等等位置控制和伺服系统的转速控制等；机动车发动机的曲轴位置和油门角度等检测皆可运用。

Description

电容编码器

本发明涉及栅形电容(简称容栅)传感器，且为变面积型的电容传感器，用差动电容变化量检测两个物体相对直线或旋转位移或位置量，特别是能高精度的测量大位移量。

在德国和英国等专利(如GB2139359A)中，阐述的电容编码器的电路和结构都较为复杂。据市场调查，在美、德及日本等国每年都有百万台以上光电编码器市场，但光电编码器也存在着制造复杂、价格高、耗电大等缺点。

本发明针对上述缺点，进一步发挥容栅的制造工艺简单、成本低、功耗低(微功耗)等优点，提出一种比现有电容编码器和光电编码器电路和结构简单的电容编码器。

编码器分有增量式编码器和绝对式编码器两种。现分述如下。

按照本发明所提供的增量式电容编码器叙述如下，为便于说明，以直线运动的增量式电容编码器为例加以详述。增量式电容编码器有机械结构、传感器和检测电路所组成。机械结构有基座和滑座等；传感器有相对平行运动的定极板和动极板，在定极板上的电极是等宽与等距排列，动极板上有两对电极组，每对电极组有两组电极，两对电极组共有电极数目相等的四组电极，每组电极的宽度和排列与定极板上电极是相同的等宽与等距排列，每对两组电极的排列按本发明人的ZL86106551.4发明专利所给定的差动变化排列规则排列，每对两组电容变化是差动变化。两对电极组相邻电极的绝缘宽度为T_s/4(T_s＝a_s+b_s栅距，b_s电极宽度，a_s相邻电极间绝缘宽度)，因此两对差动变化输出波形也相差T_s/4，有这方向判别因子，保证动极板相对定极板运行时，脉冲计数的加或减，可跟随运动方向的改变，自动进行加或减的变换。所谓动极板和定极板是指相对运动而言，可根据结构和运行方便进行互换，即动极板可固定为定极板，而定极板作为运动的动极板。旋转运动的增量式电容编码器的定极板和动极板是圆环形，它对应于直线运动的增量式电容编码器的定极板和动极板的电极宽度和绝缘宽度分别以夹角表示，这直线和旋转运动的两种极板电极排列规则相同，两种检测电路也相同，检测电路是分别检测每对两组电极组电容差动变化的电路，两对电极组的检测电路相同，检测每对两组电极组电容差动变化的电路，由主令振荡器控制，一对相同的电子开关、电阻和单端输入门电路(反相器)组成周期地充电和放电电路，将一对差动变化电容量转换成一对差动变化的脉冲宽度量，经反相，分别取一正相脉冲和另一个反相脉冲组成两组，通过两个双输入端门电路的比较，得出两个差值，分别触发R-S触发器的R和S输入端，R-S触发器的输出是按动极板运行时电容差动变化规律变化的方波，在动极板相对定极板恒速运行时，所对应的方波周期正比于定极板上电极的栅距(T_s＝a_s+b_s)，另一对与上述相同的电极组和检测电路，其R-S触发器也输出与上述方波相位相差T/4(T方波周期)的相同方波。这两组相位相差T/4的方波与增量式的光电编码器两组输出方波相同。若用朱世鸿可编程逻辑器件(PLD)专用设计技术电子工业出版社1994年1月第1版一书中202-216页所述的三种光电编码器的PAL16R4，PAL16R8和PAL20X芯片，皆可对应本发明的检测电路加以配接；稍加改编一下编程设计文件，即可配用。

绝对式电容编码器，传感器电极按ZL86106551.4发明专利给定的“粗测”与“精瞄”规则排列。它的检测电路也对应有“粗测”与“精瞄”检测电路。两个检测电路相同。这个检测电路的主令振荡和电容差动变化量转换为脉冲宽度变化量，经反相和两个差动变化的脉冲宽度比较等环节，与上述增量式电容编码器的检测电路相同，而是脉冲宽度比较后的差量，在绝对式电容编码器中是各自触发单稳态电路，绝对位置点是选定在一对差动变化的两个电容相等点，这样一对差动变化的两个电容量转换为两个差动变化的脉冲宽度比较后的差值为零，其对应各自触发的单稳态电路的输出为零，再经双输入端的或非门输出为高电位。当“粗测”和“精瞄”的检测电路的输出皆为高电位时，经双输入端的与门或分别反相后和或非门电路的输出为高电位，此为绝对位置点的瞄准定位点的输出信号。

本发明的优点：

1.本发明传感器制造工艺简单，电路简单，所用电子元件是常用的电子开关和门电路，本发明产品价格特别低廉；

2.本发明和同类已有电容编码器，如德国翰格斯特勒有限公司在台湾地区申请的“移动物之控制及定位用之电容性线型或旋转发送机”发明专利(中华民国专利公报告编号133470)相比，电路和传感器电极图形都很简单；

3.本发明电路的电子元件全是开关元件，无放大系统所引起的噪声和累积误差，稳定性、重复性和再现性好；

4.本发明电路可全部CMOS专用集成化，只需100-1000MOS管，为中规模集成电路(MSI)，若配接可编程逻辑器件(PLD)，与传感器接口电路只需100MOS管，为小规模集成电路(SSI)，CMOS元件有着抗干扰能力强，工件温度范围大，工作电压范围宽，功耗低、钮扣电池供电体积小，微动耗有利于增量式电容编码器附加停电记忆环节；

5.传感器的栅形电极宽度在不小于0.30mm的情况下，(线宽0.30mm的制板工艺是现有通常的制板工艺)，可直接给出脉冲计数，或提高旋转式的每转输出脉冲计数，无需倍频细分；

6.本发明的输出波形直接来自开关元件的输出，比光电编码器的输出波形好。本发明的电容编码器的电气性能和结构参数等要求，可制成与现有光电编码器相同，等同替换光电编码器，适应市场要求。它不仅适用于工业生产中位移和位置的检测与控制，如数控机床、加工中心、机器人及各种自动控制系统；家电行业中的录像机、摄像机、激光唱机以及VCD等等位置控制，如伺服系统的转速控制中所用的光电、磁鼓及霍尔等元件，若用本发明，不仅电路简单，成本低，而且在结构上也很简单；再如录像机伺服系统的无刷电机(DD电机)，若用本发明，结构简单，体积小，节省磁性材料。还有车用传感器中，机动车发动机的曲轴位置，油门角度所用的传感器，若用本发明在成本、体积、耗电、温升范围及抗干扰等方面都有明显优势；

7.本发明无光电型所需的光源，不存在其耗电、寿命、响应频率和性能价格比等受光源所制约的缺点；

8.本发明在同一个基型电路，特别是制成专用芯片，利用传感器的组合达到提高轴角编码器每转输出冲计数，比光电编码器简便，并具有很多潜在优势。

本发明借助有关必要的举例，结合附图详细说明如下：

图1本发明直线运动的传感器结构示意图；

图2与图1中与箭头方向垂直的剖视图；

图3与图1中与箭头方向平行的剖视图；

图4本发明直线运动的增量式传感器定极板的栅形电极图；

图5本发明直线运动的增量式传感器动极板的栅形电板图；

图6本发明增量式传感器定极板和动极板上电极的对应连线示意图；

图7本发明旋转运动的增量式传感器圆环形动极板；

图8本发明旋转运动的增量式传感器圆环形定极板；

图9本发明增量式电容编码器检测电路；

图10本发明图9检测电路选用另一种元件的举例；

图11本发明图9检测电路选用可编程逻辑器件(PLD)的举例；

图12组成本发明图9一对电极组检测电路基本环节的框图；

图13本发明旋转运动的增量式传感器的组合式圆环形定极板的举例；

图14本发明增量式电容编码器传感器动极板两侧都有定极板的剖视结构示意图；

图15本明绝对式电容编码器检测电路。

图1是组成栅形电容直线位移传感器的两个部件，其中动极板可相对定极板沿着F箭头的指向平行运动。图1、图2和图3中，1定极板、2动极板、定极板上电极3和动极板上电极4之间的距离为d，定极板1是利用基座5安装在被测机件的不动部件6上，动极板2是利用滑座7安装在被测机件的可动部件上(图中未画)。图3中a_s是定极板上相邻电极之间绝缘宽度，b_s是定极板和动极板上电极宽度，a_s＝b_s，栅距T_s＝a_s+b_s，动极板上有两对电极数目相等的电极组，每对电极组有两组电极数目相等的电极，这四组内的每个电极宽度和电极之间的绝缘宽度皆与定极板电极相同。每对电极组中的两个相邻电极之间绝缘宽度，即图3中a₁与b₁和a₂与b₂之间绝缘宽度按本发明人ZL86106551.4发明专利所给定的差动变化排列现则a_d＝a_s+b_s，两对电极组相邻电极之间的绝缘宽度a_t＝T_s/4。这种排列规则，也符合本发明人在ZL86106558.1发明专利中指出的规则，a_s＝4b_o-b_s，a_t＝3b_o-b_s，a_o＝2b_o-b_s，在本发明例中，b_s＝2b_o(b_s是每个电极有效位移宽度)，a_s＝b_s，a_t＝b_s/2＝T_s/4而a_o＝nT_s(本例n＝0)，对应于a_d＝a_s+b_s＝T_s。可见，栅形电极的排列规则尚可进一步探讨，正如本发明人在“栅形电容式传感器的设想”(全国传感器学术讨论会1984年5月武汉)一文中所述，这栅形线条大有文章可作，也如美国专利US4586260中指出：电容型线性位移测量技术，还不是完善的，尚需使其构成电容传感器电极排列最佳化。

图4本发明直线运动的增量式传感器定极板栅形电极图，s端为引线端，在图9中接地或接壳，图5本发明直线运动的增量式传感器动极板栅形电极图，a₁、b₁、a₂、b₂端分别为引线端，在图9中分别接至反相器(门电路)的输入端。图中b_s是电极宽度，a_s是每组相邻电极之间的绝缘宽度，a_d＝a_s+b_s＝T_s是每对两组相邻电极之间的绝缘宽度，a_t＝Ts/4，是两对相邻电极之间的绝缘宽度。图6是本发明增量式传感器的定极板和动极板电极对应连线示意图，其中s、a₁、b₁、a₂、b₂端分别对应于图4、图5和图9的相应端和连线图。

图7和图8分别为本发明旋转运动的增量式传感器圆环形的动极板和定极板，s、a₁、b₁、a₂及b₂分别对于图4和图5中所述的外引线端，只是与图4定极板电极图形对应的图7是动极板，对应图5动极板电图形的图8是定极板，这样有利于旋转运动的外引连线，外引线S端是接地(或接壳)端，无需电刷作为旋转运动的外接引线，α_b是电极夹角，α_a是每组相邻电极间的绝缘夹角α_d是每对两组相邻电极间的绝缘夹角，α_t是两对电极组相邻电极间的绝缘夹角，α_d＝α_a+α_b＝α_T，α_t＝α_T/4。

图9本发明增量式电容编码器检测电路。图中R₁、R₂、R₃、R₄是等值相同电阻，这四个电阻的一端分别接至电位器W₁和W₂的一端，四个电阻的另一端分别与图5动极板(或图8定极板)上电极外引端a₁、b₁、a₂、b₂同接至电子开关d端和反相器(门电路)输入端共接在一起，W₁和W₂为调平电位器，其中间抽头端接至由电阻R₅与R₆，电容C₁和反相器组成的主令振荡器输出经反相器的整形输出MG端(或接在电源正端)它的反相输出 MG端供给电子开关控制端e，电子开关c端与图4定极板(或图7动极板)上s端共同接地(或接壳)。由主令振荡器、电子开关和反相器(门电路)组成周期性地充电和放电，将电容传感器的电容变化量转换为脉冲宽度变化量。在主令振荡器输出MG＝1时，通过电位器W₁和W₂经电阻R₁、R₂、R₃和R₄分别向电容C_a1、C_b1、C_a2和C_b2充电，此时， MG＝0，电子开关断开a₁、b₁、a₂及b₂的接地回路，在MG＝0时，停止充电，同时 MG＝1合上电开关使c端与d端接通，a₁、b₁、a₂及b₂端分别接通地端(s端)，C_a1、C_b1、C_a2及C_b2对地放电。这一周期性地充电和放电，将两对差动变化电容C_a1、C_b1和C_a2、C_b2转换为两对差动变化的脉冲宽度量A₁、B₁和A₂、B₂，经反相为 A₁、 B₁和 A₂与 B₂组合为A₁与 B₁、 A₁与B₁和A₂与 B₂、 A₂与B₂，分别由两个双输入端的与非门(或者同门、或者或非门)进行比较后，对应的输出为Y_a1、Y_b1和Y_a2、Y_b2，对应与非门的输出

和

用这比较后输出脉冲触发与非门组成的R-S触发器(或用双输入端或非门组成的R-S触发器如图10所示)选用这两个R-S触发器的Q端输出分别为PHI0和PHI90。这两个方波输出信号的相位相差90°，即T/4(T周期)，由于两个方波输出信号相位相差90°，通过检测这两个方波输出信号相位的超前或滞后，便可确定增量式电容编码器的位移方向，同时也为加/减计数器提供了与速度有关的计数脉冲。两个方波输出信号的相位超前或滞后，除与增量式电容编码器的位移方向有关外，还取决于制造时，两对差动电容变化电极的外引连线端头a₁、b₁和a₂、b₂的标定、组成R-S触归器是双输入端的与非门，还是双输入端的或非门以及PHI0和PHI90取用R-S触发器的Q端还是 Q端等。

将本发明电路与光电编码器电路相比如[日]吉野新治等著张玉龙朱锡义黄姜超编译传感器电路设计手册，中国计量出版社1989年12月一书中185页光学编码器电路图2，本发明与光电编码器相同性能参数下，本发明电路元件少，元件价格低，元件CMOS化、易于集成，宜于钮扣电池长期供电，不存在失电或停电后的基数难寻和来自电源端的干扰等问题，CMOS元件的温度范围，电压范围以及抗干扰等方面，也优于光电编码器所用的TTL元件；此外，本发明结构简单，无需光源的光探器及其所占用的空间和安装调试的麻烦。

图10是本发明图9检测电路，选用双二进制4选1译码器/分离器4555(或4556)元件替换图9中部分4069和4011元件，并用4555元件输出Y₁＝AB和Y₂＝AB触发由双输入端或非门组成R-S触发由双输入端与非门组成的R-S触发器；若用4556，则用其输出Y₁＝AB和Y₂＝AB触发由双输入与非门组成的R-S触发器。本电路4555(或4556)元件输入端的四个单端输入门电路(反相器)也可省去的。

图11是本发明图9检测电路选用可编程逻辑器件(PLD)，替换图9检测电路中部分4069和4011元件的举例。本图是对应于朱世鸿可编程逻辑器件PLD实用设计技术电子工业出版社 1994年1月第1版一书中202-209页所述的第一种轴角编码器，并将书中所用的PAL16R4元件，改用为PAL16R6元件，其目的是图9中A₁、B₁、A₂、B₂四端后的反相器和双输入端与非门组成的PHI0和PHI90输出电路，也并入PAL16R6元件中，图11中的PHI0和PHI90是对应于图9中的R-S触发器输出端Q，按上述书中所述，编写相应的设计文件。还可将时钟CLK振荡脉冲源和图9中的主令振荡源合并入PAL元件中，或公用一个外接振荡源由PAL元件进行分频。本例说明本发明的基型电路，若制成通用性广的专用CMOS芯片，只需100多个MOS等，其余可用PAL元件或单片微机芯片。

对于前述 [日]吉野新治等著的传感器电路设计手册书中185页图2的差动放大电路、脉冲转换电路和输出电路的A输出与B输出等电路是不可能并入PAL元件中。

图12是组成本发明图9一对电极组检测电路基本环节的框图。G是主令振荡器。C-T是将电容传感器的差动变化电容量转换为差动变化的脉冲宽度量，T- T是脉冲反相器，COMP是脉冲宽度比较，RS-FF是R-S触发器。实现这些基本环节的电子检测电路和元件很多，除图9、图10和图11外，将电容传感器的差动变化电容量转换为差动变化的脉冲宽度量的变换电路，可用电压比较器和恒流源，也可用双单稳态触发器(如4528、4538及4098等元件)脉冲宽度比较还可用与门、或非门及其他组合门元件等，R-S触发器还可用4043或4044等元件。图9电路是经济简单，所用元件只需3-5元人民币。

图13本发明旋转运动的增量式传感器的组合式圆环形定极板的举例。它是在图8的一套两对四组电极的定极板上，再加上一套完全相同的两对四组电极组，这两套的电极宽度相同，电极数目相同，电极间的绝缘宽度也对应相同。第二套第一组第一个电极与第一套第一组第一个电极间的间隔为nα_T/8(n是整数)、这种组合式圆环形定极板所对应的动极极和图7圆环形动极板相同，检测电路除共用主令振荡器外，再加上一套相同的检测电路，即在图9检测电路中，除主令振荡器是公用外，再加上一套相同的检测电路，两套相同的检测电路共同受主令振荡器控制，后加的一套检测电输出为PHI45和PHI135相位相差T/4的方波，而PHI45主PHIO相位差T/8，两套四线输出分别为PHI0、PHI45、PHI90和PHI135，计数脉冲增加一倍。这种组合比光电编码器的组合简单，组合电极的定位精度由印制线路板工艺保证，且简单可靠。不存在光电编码器中因光电元件安放空间和定位精度难能保证的缺点。本发明的组合很方便，组合套数可增加，如把运动的动极板夹在两个定极板之间，动极板的外引连线端只需接地(或接壳)，无别的引线，无需用电刷，在动极板的两侧是组合的定极板，这样组合定极板电极增加一倍，这种组合方式对光电编码器是不可能的。

图14本发明增量式电容编码器传感器动极板两侧都有定板的剖视结构示意图。图中5和7是动极板6两侧的定极板，动极板6和定极板7对应的电极9和8，动极板6和定极板5对应的电极10和11，12是动极板6旋转运动的转动轴，动极板6与其两侧定极板5和7的间距相同，动极板6的两面上电极9和10的电极宽度，电极数目和电极图形相等与相同，并同心对应重叠；定极板5和7上电极11和8的图形与动极板上两面电极10和9的图形同心。这两点要求，现有的印制板工艺是简便易行的。动极板可密封于两个定极板之间，不影响动极板运动，这对保证不受环境因素影响的好措施。

图15本发明绝对式电容编码器检测电路。图中C₁₁和C₁₂是一对“粗测”差动变化电容，C₂₁和C₂₂是一对“精瞄”差动变化电容，绝对位置点选在C₁₁＝C₁₂和C₂₁＝C₂₂两点，“精瞄”精度高，量测区域小；“粗测”精度低，量测范围宽，“粗测”与“精瞄”检测电路的主令振荡器、一对差动变化电容量转换成一对差动变化的脉冲宽度量、反相和两个差动变化的脉冲宽度比较等环节和上述增量式电容编码器的检测电路(图9)相同，或相似，图15中Y₁₁、Y₁₂和Y₂₁、Y₂₂的输出不是像图9电路那样触发R-S触发器，而是分别触发单稳态触发器，图15中由双输入端的或非门、电容C₂(或C₃或C₄成C₅)、电阻R₇(或R₈或R₉或R₁₀)和反相器组成单稳态触发器，在C₁₁＝C₁₂和C₂₁＝C₂₂时，四个单稳态输出Q₁₁、Q₁₂和Q₂₁、Q₂₂皆为低电位(零电位)，再由或非门和反相器组成的输出Q_A为高电位，它显示的是绝对位置点的瞄准定位点的输出信号。在没有瞄准好时，Q_A为低电位(零电位)。两对差动变化的电极组，合并为一对差动变化的电极组，即C₁₀＝C₁₁+C₂₁和C₂₀＝C₁₂+C₂₂，其“粗测”与“精瞄”的两对电极组的检测电路，减并为一对电极组检测电路，电路元件减少一半。若“粗测”电极宽度与“精瞄”电极宽度相差很大时，可增加几对电极宽度不等的差动变化电极组，减少相邻电极组的电极宽度之差，即b_1s＞b_2s＞…＞b_ns；C₁₀＝C₁₁+C₂₁+…+C_n1和C₂₀＝C₁₂+C₂₂+…+C_n2(n是正整数)，避免电极宽度相差很大时，出现多点瞄准定位点。

本发明应用举例。

在直线运动的增量式电容编码器图4中，选a_s＝b_s＝0.40mm，a_d＝a_s+b_s＝0.80mm，a_t＝T_s/4＝0.20mm，每组电极数为16，每个电板长度为30mm，定极板和动极板之间距离(d)为0.20mm；选用图11为检测电路，R＝R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝200k，W₁＝W₂＝100k，每个栅距T_s＝a_s+b_s＝0.80mm内，有8个输出信号，每个信号的分辨率为0.10mm，制作调试中，上述d和R参数，根据实测和频率响应(主令振荡频率)的要求，适当调整。

目前，市场上分辨为0.10mm的直线或旋转位移测量系统的数字显示产品，尚属短缺产品，如钢卷尺，钢尺等等产品还是刻度指示，本例可对此更新发挥优势。

Claims

1.电容编码器有机械结构、传感器和检测电路所组成，机械结构有基座和滑座；传感器有相对平行运动的定极板和动极板，其特征是在直线运动的增量式电容编码器定极板上的电极是等宽与等距排列，动极板上有两对电极组；每对电极组有两组电极，两对电极组共有电极数目相等的四组电极，每组电极的宽度和排列与定极板上电极是相同的等宽与等距排列，每对两组电极的排列是按差变动化规则排列，两对电极组相邻之间绝缘宽度是T_s/4，T_s＝a_s+b_s、b_s电极宽度，a_s相邻电极间的绝缘宽度，定极板和动极板两者固定和运动方式可互换，旋转运动的增量式电容编码器的定极板和动极板是圆环形，它对应于直线运动的增量式电容编码器的定极板和动极板的电极宽度和绝缘宽度分别以夹角表示，每对两组电极组电容差动变化的电路，由主令振荡器控制，一对相同的电子开关、电阻和单端输入反相器的门电路组成周期地充电和放电电路，其输出经反相，分别取一正相脉冲和另一反相脉冲组成两组，通过两个双输入端的门电路比较，得出两个差值，分别触发R-S触发器的R和S端，R-S触发器的输出是一个方波，另一对与上述相同的电极组和检测电路，其R-S触发器也输出与上述方波相位相差T/4的相同方波，T方波周期，绝对式电容编码器，传感器的电极按差动变化规则排列，分有“粗测”与“精瞄”两对电极组和对应的“粗测”和“精瞄”相同的检测电路，这个检测电路的主令振荡器、电容差动变化量转换为脉冲宽度量、反相和两个差动变化的脉冲宽度比较环节，与上述增量式电容编码器的检测电路相同，而脉冲宽度比较后的差量，在绝对式电容编码器中是各自触发单稳态电路，“粗测”和“精瞄”的四个单稳态触发器输出皆为零时，再经门电路的变换输出是高电位，此为绝对位置点的瞄准定位点的输出信号。

2.按权利要求1所规定的电容编码器，其特征是一对电极组检测电路中将电容传感器的差动变化电容量转换为差动变化的脉冲宽度量的变换电路，是用电压比较器或恒流源，或用双单稳态触发器，双稳态触发器用4528、4538或4098元件，脉冲宽度比较是用与门或者或非门或其他组合门电路，R-S触发器是用4043或4044元件，或用可编程逻辑器件PLD简化基型电路。

3.按权利要求1或2所规定的电容编码器，其特征是选用双二进制4选1译码器/分离器4555或4556元件，是检测电路中部分反相器和双端输入门电路，减少检测电路中的通用元件数量。

4.按权利要求1或2所规定的电容编码器，其特征是选用可编程逻辑器件PLD元件，是检测电路中部分反相器和双端输入门电路，减少检测电路的通用元件数量。

5.按权利要求1所规定的电容编码器，其特征是将传感器定极板上的一套两对四组电极线，扩增为两套完全相同的两对四组电极，其所对应的动极板不变，增加的和原有的电极宽度相同，电极数目相同，电极间的绝缘宽度也对应相同，第二套第一组第一个电极与第一套第一组第一个电极间的间隔为na_T/8·n是整数，检测电路除共用主令振荡器外，再加上一套相同的检测电路，两套检测电路相同，同受主令振荡控制，输出计数脉冲数提高一倍。

6.按权利要求1所规定的电容编码器，其特征是把动极板夹在两个定极之间，增加了定极板，扩增组合电极组的套数，增加输出计数脉冲。

7.按权利要求1所规定的电容编码器，其特征是把“粗测”和“精瞄”两对电极组并联组合时，把两对差动变化的电极组，并连为一对差动变化的电极组，即C₁₀＝C₁₁+C₂₁和C₂₀＝C₁₂+C₂₂，对应的“粗测”和“精瞄”的两对电极组的检测电路只用一对电极组检测电路，若“粗测”电极宽度与“精瞄”电极宽度相差很大时，是增加几对电极宽度不等的差动变化电极组，减小相邻电极组的电极宽度之差，即b_1s＞b_2s＞…＞bns；c₁₀＝c₁₁+c₂₁+…+c_n1和c₂₀＝c₁₂+c₂₂+…+c_n2，n是正整数，避免电极宽度相差很大时出现多点瞄准定位点。