[發(fā)明專利]單碼道絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811067831.5
• 申請(qǐng)日: 2018-09-13
• 公開（公告）號(hào): CN109163746B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯進(jìn);張?zhí)旌?/a>;馮濟(jì)琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01D5/347
• 分類號(hào): G01D5/347
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 唐錫嬌

本發(fā)明公開了一種單碼道絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器，包括定子、轉(zhuǎn)子和信號(hào)處理電路，定子由定環(huán)形導(dǎo)磁體和環(huán)形印制電路板構(gòu)成，環(huán)形印制電路板上布有激勵(lì)線圈和感應(yīng)線圈，激勵(lì)線圈由第一線圈和第二線圈組成，感應(yīng)線圈由增量感應(yīng)線圈和第一、第二絕對(duì)感應(yīng)線圈組成；轉(zhuǎn)子為開設(shè)有多個(gè)扇環(huán)形通槽的動(dòng)環(huán)形導(dǎo)磁體；第一、第二線圈中分別通入兩相對(duì)稱激勵(lì)電流，增量感應(yīng)線圈和第一、第二絕對(duì)感應(yīng)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)將發(fā)生周期性變化，上述感應(yīng)信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)輸入至信號(hào)處理電路，經(jīng)處理后得到轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位移值。該傳感器能減少感應(yīng)線圈數(shù)量，提高傳感器的響應(yīng)速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于精密位移測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種單碼道絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器。

背景技術(shù)

位置信息是最基礎(chǔ)的一類信息，以獲取精確位置信息為目標(biāo)的位移傳感器技術(shù)已成為各領(lǐng)域一項(xiàng)通用的基礎(chǔ)性技術(shù)。位移傳感器也成為了實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)和定位控制不可或缺的重要功能部件。絕對(duì)式位移傳感器由于具備了比增量式位移傳感器更快的響應(yīng)速度、更高的工作效率、更好的抗干擾能力和更優(yōu)的數(shù)據(jù)可靠性，已成為當(dāng)今位移傳感器的發(fā)展趨勢(shì)。

時(shí)柵角位移傳感器由于具有測(cè)量精度高、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精密位移測(cè)量領(lǐng)域獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有時(shí)柵角位移傳感器主要采用粗機(jī)加精機(jī)(即兩個(gè)傳感器)的組合方式實(shí)現(xiàn)絕對(duì)位移測(cè)量。其中，粗機(jī)輸出與測(cè)量位置一一對(duì)應(yīng)的單周期信號(hào)，用于實(shí)現(xiàn)絕對(duì)測(cè)量，但精度不高；精機(jī)則輸出與測(cè)量位置非一一對(duì)應(yīng)的多周期信號(hào)，用于實(shí)現(xiàn)增量式測(cè)量，且精度較高。在這種組合方式下，粗機(jī)和精機(jī)的激勵(lì)磁場(chǎng)會(huì)互相耦合到對(duì)方的感應(yīng)線圈上，使粗機(jī)和精機(jī)的測(cè)量精度均達(dá)不到獨(dú)立工作時(shí)的水平。

CN106767386A公開了一種絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器，可避免出現(xiàn)激勵(lì)磁場(chǎng)互相耦合問題，實(shí)現(xiàn)高精度的絕對(duì)位移測(cè)量；但其存在8個(gè)感應(yīng)線圈，因而會(huì)產(chǎn)生8路感應(yīng)信號(hào)，這對(duì)后期信號(hào)處理的要求較高，且會(huì)影響傳感器的響應(yīng)速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種單碼道絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器，以減少感應(yīng)線圈數(shù)量，提高傳感器的響應(yīng)速度。

本發(fā)明所述的單碼道絕對(duì)式時(shí)柵角位移傳感器，包括定子、轉(zhuǎn)子和信號(hào)處理電路，定子與轉(zhuǎn)子同軸正對(duì)平行安裝，且留有間隙，定子由定環(huán)形導(dǎo)磁體和粘貼在定環(huán)形導(dǎo)磁體一端面上的環(huán)形印制電路板構(gòu)成，所述環(huán)形印制電路板為多層結(jié)構(gòu)，且其上布有相互絕緣的激勵(lì)線圈和感應(yīng)線圈，轉(zhuǎn)子為沿圓周開設(shè)有多個(gè)扇環(huán)形通槽的動(dòng)環(huán)形導(dǎo)磁體，轉(zhuǎn)子開設(shè)扇環(huán)形通槽的一面與環(huán)形印制電路板正對(duì)，信號(hào)處理電路包括信號(hào)調(diào)理電路、鑒相電路和微處理器。

所述激勵(lì)線圈由相互絕緣的第一線圈和第二線圈組成；第一線圈由起始位置沿圓周錯(cuò)開幅值為A、周期為且波形呈扇環(huán)形的兩條非閉合導(dǎo)線沿半徑為R的圓周繞一圈構(gòu)成，兩條非閉合導(dǎo)線分別布于環(huán)形印制電路板的兩層，且其起始端通過導(dǎo)線相連接、終止端作為正弦激勵(lì)信號(hào)輸入端；第二線圈的結(jié)構(gòu)與第一線圈的結(jié)構(gòu)相同且獨(dú)立工作，第二線圈中通入余弦激勵(lì)信號(hào)，即第二線圈也由起始位置沿圓周錯(cuò)開幅值為A、周期為且波形呈扇環(huán)形的兩條非閉合導(dǎo)線沿半徑為R的圓周繞一圈構(gòu)成，兩條非閉合導(dǎo)線分別布于環(huán)形印制電路板的兩層，且其起始端通過導(dǎo)線相連接、終止端作為余弦激勵(lì)信號(hào)輸入端；第二線圈的起始位置與第一線圈的起始位置在環(huán)形印制電路板上沿圓周錯(cuò)開或其中，N表示傳感器的極對(duì)數(shù)，N為偶數(shù)且N≥6，為奇數(shù)，m為整數(shù)且0≤m＜N。