[實(shí)用新型]變壓器式傳感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820098425.0
• 申請(qǐng)日: 2008-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN201203402Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣勤舟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蔣勤舟
• 主分類號(hào): G01B7/04
• 分類號(hào): G01B7/04
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務(wù)所
• 代理人: 郭云

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于傳感器，具體地說，涉及一種變壓器式傳感器。

背景技術(shù)

變壓器式傳感器是利用電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象，將被測的位移量轉(zhuǎn)換成線圈互感的變化。公知的變壓器式傳感器主要有三種類型：螺管型、變氣隙型和變截面型。目前普遍使用的變壓器式傳感器產(chǎn)品都是在這三類基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造的。

螺管型變壓器式傳感器由于量程大，結(jié)構(gòu)簡單，易于制作和批量生產(chǎn)，因此應(yīng)用最廣泛。螺管型差動(dòng)變壓器式傳感器是最常用的一種變壓器式傳感器，如圖1所示，導(dǎo)磁體通常由磁筒1和磁芯5組成，磁筒1用以改善導(dǎo)磁性能，螺管一次線圈2和二次線圈3固定在骨架4上，中間的磁芯5來回移動(dòng)，引起主磁路變化，從而使線圈的互感發(fā)生變化，輸出電信號(hào)。其主要缺陷在于，磁芯5在移動(dòng)過程中，與磁筒1的相對(duì)位置發(fā)生改變，主磁路需穿越導(dǎo)磁材料的不同部位，這使得主磁路受到導(dǎo)磁材料不同部位的表面形態(tài)、材料均勻度和空間裝配尺寸的影響。這就要求導(dǎo)磁體有較高的材料均勻度和制造裝配精度，增加了制造難度，提高了成本。另外，磁芯在靠近磁筒兩端時(shí)，與磁筒端頭形成新的導(dǎo)磁回路，引起主磁路發(fā)生突變，嚴(yán)重影響輸出線性。

變氣隙型變壓器式傳感器通過氣隙變化改變磁通量，靈敏度比較高，但是非線性誤差較大，量程小，并且裝配也比較困難；變截面型變壓器式傳感器通過導(dǎo)磁截面變化改變磁通量，靈敏度要低于變氣隙型，雖然線性誤差較小，但是測量范圍受到截面面積的限制，量程較小。這兩種傳感器對(duì)制作精度要求也比較高，導(dǎo)磁體的表面形態(tài)和材料均勻度不一致，都會(huì)影響主磁路的磁通量和空間分布變化，穩(wěn)定性差。

上述三類變壓器式傳感器，工作方式都?xì)w結(jié)于主磁路發(fā)生了空間分布和/或磁通量的變化，這些變化具有非線性特征，并且受材料均勻度及制造精度的影響大，限制了變壓器式傳感器的性能提升。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種變壓器式傳感器，工作時(shí)主磁路的空間分布及磁通量不變，主磁路不受導(dǎo)磁材料均勻度及表面形態(tài)影響，穩(wěn)定性好，輸出精度高，量程大，但制作精度要求不高，成本低。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型表述一種變壓器式傳感器，在導(dǎo)磁體上套有一次線圈和二次線圈，所述導(dǎo)磁體上開有氣隙，其關(guān)鍵在于：所述一次線圈產(chǎn)生的磁通由導(dǎo)磁體匯集，形成閉合，且空間分布穩(wěn)定的主磁路，所述一次線圈和二次線圈至少有一個(gè)套在靠近所述氣隙一側(cè)的導(dǎo)磁體上，所述導(dǎo)磁體固定，所述一次線圈和/或二次線圈與該導(dǎo)磁體做相對(duì)移動(dòng)，或者所述一次線圈和/或二次線圈固定，所述導(dǎo)磁體與該一次線圈和/或二次線圈做相對(duì)移動(dòng)，切割主磁路。

所述一次線圈為信號(hào)輸入端，所述二次線圈為信號(hào)輸出端。設(shè)置所述氣隙是為了能使所述一次線圈或/和二次線圈在與所述導(dǎo)磁體做相對(duì)移動(dòng)時(shí)，部分或全部切割主磁路，使進(jìn)入閉合磁路的有效匝數(shù)發(fā)生改變，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。本實(shí)用新型有三個(gè)影響輸出信號(hào)的主要因素：導(dǎo)磁體、氣隙、線圈。其中導(dǎo)磁體、氣隙作為一個(gè)整體相對(duì)于線圈運(yùn)動(dòng)，所以一旦制成，產(chǎn)生的主磁路的空間分布和磁通量就不會(huì)變化，變化的只是線圈切割主磁路的匝數(shù)，易于控制，所以本實(shí)用新型的輸出精度高，穩(wěn)定性好，輸出功率大，綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)變壓器式傳感器。

所述氣隙的個(gè)數(shù)根據(jù)需要設(shè)定，可以為1個(gè)，也可以為2個(gè)或更多，所述導(dǎo)磁體可以為一個(gè)整體件，也可以由兩個(gè)或兩個(gè)以上氣隙分成幾部分。

所述氣隙寬度大于靠近該氣隙，且與所述導(dǎo)磁體相對(duì)移動(dòng)的線圈的截面寬度。

所述氣隙的寬度以所述一次線圈或二次線圈能相對(duì)所述導(dǎo)磁體移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)部分或全部切割主磁路為準(zhǔn)。

本實(shí)用新型還能進(jìn)行拓?fù)涫褂茫缭黾娱]合磁回路的數(shù)量，導(dǎo)磁體或線圈并聯(lián)、串聯(lián)，一次線圈和二次線圈形成差動(dòng)等，擴(kuò)大測量范圍，增加靈敏度，提升應(yīng)用性能。

本實(shí)用新型的顯著效果是：提供一種變壓器式傳感器，導(dǎo)磁體整體與線圈做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使其工作時(shí)主磁路的空間分布及磁通量不變，主磁路不受導(dǎo)磁體的材料均勻度和表面形態(tài)影響，穩(wěn)定性好，輸出精度高，量程大，輸出功率大，但是制作精度要求不高，成本低，并能進(jìn)行拓?fù)涫褂茫嵘龖?yīng)用性能。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有螺管型差動(dòng)變壓器式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1：