[實用新型]TOYO壓鑄機速度、位置傳感器

有效

• 申請號: 201320008932.1
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN203069135U
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 鄒明高
• 申請（專利權）人: 勝賽思精密壓鑄（揚州）有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01P3/42;B22D17/20
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 孫忠明

技術領域

本實用新型涉及一種TOYO壓鑄機速度、位置傳感器，屬于傳感器技術領域。

背景技術

在壓力鑄造過程中，由于壓射桿的運動速度（低速、高速及低速、高速開始位置）、位移、增壓開始位置對壓鑄產品的質量具有十分重要的影響，因此，無論是國產還是進口壓鑄機都使用各種各樣的位置和速度傳感器，用來檢測速度和位移的變化。其中差動變壓器式位置傳感器的使用較為普遍。日本TOYO壓鑄機中位置傳感器就是差動變壓器式位置傳感器的改進型產品，下面介紹其工作原理及結構。

差動變壓器式位置傳感器由一個初級線圈p、兩個結構相同的次級線圈s1、s2和插入線圈中間的可移動鐵芯b及固定鐵芯a組成。差動變壓器線圈中次級線s1、s2一組同名端相連，另一組同名端作為信號輸出端輸出u0。當在初級線圈通入一定電壓、頻率的正弦波勵磁信號ui后，次級線圈通過互感的作用產生感應電壓u1、u2，u1、u2的大小（在ui一定的情況下）與鐵芯在線圈內的位置有關。

當可移動鐵芯位于線圈中心位置時，由于線圈s1、s2結構相同、匝數線徑相同，則有u1=u2、u0=?u1-u2=0

當可移動鐵芯向右移動時，由于初級線圈p與s1的互感系數變大，u1↑增大；而初級線圈p與s2的互感系數變小，u2↓減小。則有u0=?u1-u2﹥0

同理，當可移動鐵芯向左移動時，則有u0=?u1-u2﹤0

因此，只要測量輸出電壓的大小和相位就能知道鐵芯移動的方向和距離。同時，我們可以通過數學計算方法求得輸出電壓的大小及關聯的因素。

設通入初級繞組的勵磁電流為it=i0+iacosωt?，則u0=d(M1-M2)?it/dt。其中i0是勵磁電流中的直流分量；M1、M2分別是初級線圈p與次級線圈s1、s2的互感系數。當可移動鐵芯位于線圈中心位置時互感系數M1=M2=M0。如果鐵芯向右移動距離為x,由于繞組沿長度方向均勻繞制△M=Kx(K線圈互感量隨位移變化的系數)，則M1=M0+△M=?M0+Kx??M2=M0-△M=?M0-Kx。經過計算u0=2Ki0dx/dt+2Kiacosωt?dx/dt-2Kxiaωsinωt。

其中2Ki0dx/dt為直流分量，與通入線圈的交流信號無關，且正比于鐵芯的運動速度dx/dt；2Kxiaωsinωt為正弦交流分量，與輸入的直流信號無關，且正比于鐵芯的位移量x。通過上面的數學分析可知：若在勵磁線圈中只通入直流信號，則差動變壓器的輸出直接反映鐵芯的運動速度；若在勵磁繞組中只通入交流信號，則差動變壓器的輸出直接反映鐵芯的位移量；若在勵磁繞組中同時通入交、直流信號，則差動變壓器的輸出不僅可以測量鐵芯的速度，而且可以測量鐵芯的位移量，同時差動變壓器式傳感器具有測量精度高、靈敏、結構簡單、性能可靠等特點，因此得到廣泛應用。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種TOYO壓鑄機速度、位置傳感器，現有的差動變壓器式位移傳感器雖然具有上述的諸多優點，但是隨著位移距離的增加，其傳感器的長度也成倍增加。當測試距離為500㎜時，其傳感器的整體長度可達1500㎜。為了保證初、次繞組電感分布均勻，減少測量偏差，繞組的繞制及傳感器的機械加工比較困難，很難滿足其工藝要求。因此隨著測量長度的增加，其測量精度和靈敏度下降。另一方面隨著長度的增加，安裝位置受到限制，根本無法安裝。本實用新型克服上述缺點，采用改進型差動變壓器式位移傳感器。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的，一種TOYO壓鑄機速度、位置傳感器，包括勵磁繞組及次級繞組，其特征是，將壓鑄機的活塞桿作為差動變壓器式位移傳感器的可移動鐵芯，繞有勵磁繞組及次級繞組的骨架套置在活塞桿上，骨架與壓鑄機機體固定，活塞桿鍍鉻保護層的內側面沿著活塞桿長度方向上均勻間隔若干道銅環鍍層。

所述相鄰銅環鍍層的間距約10-12㎜，各銅環鍍層的寬度6-10㎜，厚度0.5-0.8㎜。

本實用新型通過利用壓鑄機本身油缸的活塞桿作為差動變壓器式位移傳感器的可移動鐵芯，在活塞桿上間隔設置若干根銅環鍍層，再將繞有勵磁繞組及次級繞組的骨架套置在活塞桿上，當勵磁繞組通入交、直流信號后，由于短路銅環鍍層的作用，在活塞桿長度方向上形成交變磁場，當活塞桿在勵磁線圈中移動時，在次級線圈中分別輸出速度信號和位移信號，本實用新型克服了現有差動變壓器式位移傳感器隨著位移距離的增加，其傳感器的長度也成倍增加。為了保證初、次繞組電感分布均勻，減少測量偏差，繞組的繞制及傳感器的機械加工比較困難等諸多不足，本實用新型結構簡單，效果顯著，具有很強的實用性。

附圖說明