[發(fā)明專利]適宜于微小位移檢測的分裝差動式位移傳感器

無效

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• 申請日: 2010-03-23
• 公開（公告）號: CN101776433A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 李勇;李巍;邢敬娓;鄒繼斌;陸永平
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01D5/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

技術領域

本發(fā)明涉及傳感器領域。

背景技術

在很多自動控制場合，需要檢測被控對象對中心點的微小位移，進而對其進行相應的控制。現有的檢測線位移的傳感器有很多，但在電磁軸承、機器人關節(jié)這樣的狹小空間中裝配很麻煩。而且在這樣的控制對象中，其位移往往很小，最多在0.5mm，但要求分辨率要很高，尤其在零點附近。另外，由于被控對象的敏感性，必須要采用非接觸檢測方式，因此，現有的測量微小位移的電渦流式傳感器在這樣的場合下應用存在諸多問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決了現有通常用于測量微小位移的電渦流式傳感器無法克服對測試環(huán)境要求高的缺點，而提出了適宜于微小位移檢測的分裝差動式位移傳感器。

本發(fā)明的適宜于微小位移檢測的分裝差動式位移傳感器由一對對稱設置的測試頭組成；所述測試頭中的第一測試頭和第二測試頭的中心線連線與導磁被測體的位移方向一致；

第一測試頭由第一鐵心、第一激磁線圈、第二激磁線圈、第一信號線圈和第二信號線圈組成；第二測試頭由第二鐵心、第三激磁線圈、第四激磁線圈、第三信號線圈和第四信號線圈組成；

第一激磁線圈、第二激磁線圈、第三激磁線圈和第四激磁線圈結構相同，都由N1匝線圈組成；第一信號線圈、第二信號線圈、第三信號線圈和第四信號線圈結構相同，都由N2匝數組成，其中N1和N2均為自然數；

第一鐵心為開有一對對稱的柱形齒的“∏”字形鐵心，第一鐵心與第二鐵心的形狀和結構均相同，并且第一鐵心與第二鐵心的中心線與導磁被測體表面垂直；

第一激磁線圈和第一信號線圈依次從內向外纏繞在第一鐵心的一個柱形齒上，第二激磁線圈和第二信號線圈依次從內向外纏繞在第一鐵心的另一個柱形齒上；第一激磁線圈和第二激磁線圈的連接方式為反向串聯，所述兩個線圈構成第一測試頭的激磁線圈；第一信號線圈和第二信號線圈的連接方式為反向串聯，所述兩個線圈構成第一測試頭的信號線圈；

第三激磁線圈和第三信號線圈依次從內向外纏繞在第二鐵心的一個柱形齒上，第四激磁線圈和第四信號線圈依次從內向外纏繞在第二鐵心的另一個柱形齒上；第三激磁線圈和第四激磁線圈的連接方式為反向串聯，所述兩個線圈構成第二測試頭的激磁線圈，第三信號線圈和第四信號線圈的連接方式為反向串聯，所述兩個線圈構成第二測試頭的信號線圈；

第一測試頭的激磁線圈與第二測試頭的激磁線圈的連接方式為正向串聯構成激磁線圈相，第一測試頭的信號線圈和第二測試頭的信號線圈的連接方式為反向串聯構成信號線圈相。

本發(fā)明的目的是提供一種無接觸的分裝式位移傳感器，采用差動驅動方式，實現在狹小空間的便利裝配和被控對象對中心點位移的無接觸檢測，輸出特性滿足控制系統要求。本發(fā)明實現了狹小空間內被控對象對中心點微小位移的有效測量，具有非接觸，結構簡單、穩(wěn)定性好、靈敏度高等一系列優(yōu)點。傳感器采用分裝式差動變壓器結構，能夠顯著減小傳感器的零點誤差和提高傳感器的分辨率。與通常用于測量微小位移的電渦流式傳感器相比，克服了對測試環(huán)境要求高的缺點，可以應用在非導磁金屬隔離的場合。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；圖2是圖1的A部放大圖；圖3是本發(fā)明的側視圖；圖4是圖3的B部放大圖；圖5至圖7是本發(fā)明的傳感器在不同導磁被測體4中的結構示意圖，其中圖5表示被測物體表面是弧形，并且本發(fā)明的傳感器的測試頭位于弧形內表面時，測試頭的結構示意圖，圖6表示被測物體表面是弧形，并且本發(fā)明的傳感器的測試頭位于弧形外表面時，測試頭的結構示意圖，圖7表示被測物體表面是平面，并且本發(fā)明的傳感器的測試頭位于平面時，測試頭的結構示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一、結合圖1至圖7說明本實施方式，本實施方式中的適宜于微小位移檢測的分裝差動式位移傳感器由一對對稱設置的第一測試頭1和第二測試頭2組成；

所述測試頭中的第一測試頭1和第二測試頭2的中心線連線與導磁被測體的位移方向一致；

第一測試頭1由第一鐵心1-1、第一激磁線圈2-1-1、第二激磁線圈2-1-2、第一信號線圈3-1-1和第二信號線圈3-1-2組成；第二測試頭2由第二鐵心1-2、第三激磁線圈2-2-1、第四激磁線圈2-2-2、第三信號線圈3-2-1和第四信號線圈3-2-2組成；

第一激磁線圈2-1-1、第二激磁線圈2-1-2、第三激磁線圈2-2-1和第四激磁線圈2-2-2結構相同，并且匝數均為N1；第一信號線圈3-1-1、第二信號線圈3-1-2、第三信號線圈3-2-1和第四信號線圈3-2-2結構相同，并且匝數均為N2，其中N1和N2均為自然數；