[實用新型]位移傳感器

有效

• 申請號: 201720217794.6
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN206556673U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 陶騁;汪洋洋;彭思達;吳小芳;付繼祥
• 申請（專利權）人: 賽卓電子科技（上海）有限公司
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244;G01B7/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本實用新型涉及一種新型的電磁感應式位移傳感器,特別涉及但不限于一種用于測量物體位移的電磁感應式位移傳感器。

背景技術

位移傳感器通過把位移量轉換為電量，從而實現對位移量的檢測。位移傳感器是新技術革命和信息社會的重要技術基礎，是實現測試與自動控制的重要環節。在實際工程應用中，位移傳感器有著非常重要的作用。目前市面上為人們所常用的位移傳感器主要包括：

繞線電位器式位移傳感器

工作方式：繞線電位器由電阻絲繞制在絕緣骨架上，由電刷引出與滑動點電阻對應的輸入變化。電刷由待測量位移部分拖動，輸出與位移成正比的電阻或電壓的變化。

缺陷：存在物理摩擦易損壞、精度低。

電阻應變式位移傳感器

工作方式：電阻應變式位移傳感器是以彈簧和懸臂梁串聯作為彈性元件，在矩形界面懸臂梁根部正反兩面貼四片應變片，組成全橋電路，拉伸彈簧一端與測量桿連接，當測量桿隨試件產生位移時，帶動彈簧使懸臂梁根部發生彎曲，彎曲所產生的應變與測量桿的位移成線性關系。

缺陷：位移測量范圍小、精度低。

電容式位移傳感器

工作方式：電容式位移傳感器是以理想的平板電容為基礎，兩個平行極板由傳感器測頭和被測物體表面構成,基于運算放大器測量電路原理,當恒定頻率的正弦激勵電流通過傳感器電容時,傳感器上產生的電壓幅值與電容極板間隙成比例關系。

缺陷：電容式傳感器存在寄生電容和分布電容，導致位移測量范圍小、精度低、存在非線性誤差。

霍爾式位移傳感器

工作方式：霍爾位移傳感器主要由兩個半環形磁鋼組成的梯度磁場和位于磁場中心的鍺材料半導體霍爾片(敏感元件)裝置構成。當霍爾元件通過恒定電流時,在其垂直于磁場和電流的方向上就有霍爾電勢輸出。霍爾元件在梯度磁場中上、下移動時,輸出的霍爾電勢V取決于其在磁場中的位移量x。測得霍爾電勢的大小便可獲知霍爾元件的靜位移。

缺陷：信號隨溫度變化、位移測量范圍小。

LVDT位移傳感器

工作方式：LVDT是線性可變差動變壓器的縮寫，屬于直線位移傳感器，由鐵芯、銜鐵、初級線圈、次級線圈組成，當銜鐵處于中間位置時，兩個次級線圈產生的感應電動勢相等，這樣輸出電壓為0；當銜鐵在線圈內部移動并偏離中心位置時，兩個線圈產生的感應電動勢不等，有電壓輸出，其電壓大小取決于位移量的大小。

缺陷：結構復雜、成本高、無法測量非線性位移。

以上方案在精度、可靠性、位移測量范圍和測量非線性位移等方面均有不同程度的缺陷。因此，市場如今迫切需要一種新的位移傳感器，來克服現在方案所存在的缺陷。

實用新型內容

針對現有技術中的缺陷，本實用新型目的在于提供一種解決上述方案在傳感器易損壞、信號分辨率、輸出形式和安裝方式等方面缺陷的位移傳感器。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種位移傳感器，包括：固定模塊，在所述固定模塊上設有激勵線圈及接收線圈；其中所述激勵線圈用于通過高頻周期性交流電壓和電流，在所述固定模塊區域內產生交變電磁場；所述接收線圈設置在所述激勵線圈產生的交變電磁場區域內，并產生感應電動勢；移動模塊，所述移動模塊用于影響激所述激勵線圈和所述接收線圈之間的電磁耦合強度；處理電路，所述處理電路與所述固定模塊連接，所述處理電路處理從所述接收線圈上得到的電壓信號輸出物體位移信號。

優選地，所述移動模塊包括金屬塊、金屬片或載具以及設置在所述載具上的導電件。

優選地，所述導電件為金屬、同心閉合矩形金屬導線、閉合螺旋形金屬導線、閉合多圈金屬導線或矩形導電膠。

優選地，所述移動模塊的數量為一個或多個。

優選地，所述激勵線圈由一匝或多匝沿所述移動模塊位移路徑的方向上繞制的金屬導線串聯構成。

優選地，所述接收線圈由一個或多個接收單元組成。

優選地，所述接收單元包括一個或多個周期的類正弦形、菱形、三角形或螺旋形圖形。

優選地，所述處理電路至少包括振蕩電路和信號計算電路；其中所述振蕩電路配合所述激勵線圈產生高頻周期性交流電壓和電流，所述信號計算電路用于處理接收線圈的耦合信號并輸出正交AB、線性模擬輸出、PWM或正余弦信號。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：