[實用新型]感應式位置測量傳感器

有效

• 申請號: 201920482053.X
• 申請日: 2019-04-11
• 公開（公告）號: CN209605843U
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 郝佳
• 申請（專利權）人: 郝佳
• 主分類號: G01D5/22
• 分類號: G01D5/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種感應式位置測量傳感器，包括可沿測量軸方向相對的移動的定尺和滑尺。在定尺上沿測量方向制作有一系列的耦合線圈，在滑尺上制作有兩組驅動線圈和交錯排列的感應線圈。兩組驅動線圈產生激勵信號，通過與定尺上的耦合線圈感應，并被滑尺的感應線圈接收，用于測量定尺和滑尺的相對移動。本實用新型通過控制驅動線圈和感應線圈的位置和繞向，可以有效地抑制驅動線圈對感應線圈的直接空間信號干擾，提高信噪比。

技術領域

本發明涉及一種感應式位置測量傳感器，包括可沿測量軸方向相對的移動的定尺和滑尺。在定尺上沿測量方向制作有一系列的耦合線圈，在滑尺上制作有兩組驅動線圈和交錯排列的感應線圈。兩組驅動線圈產生激勵信號，通過與定尺上的耦合線圈感應，并被滑尺的感應線圈接收，用于測量定尺和滑尺的相對移動。適合用于制作電子數顯卡尺、電子數顯指示表和測量相對位置的傳感器等。

背景技術

傳統的機械式游標卡尺逐漸被電子數字顯示卡尺代替。

目前使用最廣泛的電子數顯卡尺采用電容式位置傳感器。這種原理的電子數顯卡尺的描述可以參照SE7714010和歐洲專利EP0053091。盡管這種原理的電子數顯卡尺有較高的精度和較低的功耗，但是對于使用環境有一定的要求，在潮濕或有油污的環境中，工作不正常，造成讀數錯誤。而在實際的工作中又難以避免這種環境，所以影響了這種電子數顯卡尺的使用范圍。

利用感應式位置傳感器來測量位置是解決電子數顯卡尺等電子量具在潮濕或有潤滑油和灰塵等環境中能正常工作的一種方法。在美國專利US5,973,494中介紹了一種采用感應式位置傳感器的電子卡尺，專利中所涉及的感應式位置傳感器將磁場發生器與磁通傳感器放在相同的位置，當磁場發生器產生的磁場信號時，部分磁場信號同時也會進入磁通傳感器，對磁通傳感器的接收信號產生影響，進而影響測量的結果。

在美國專利US6,005,387中介紹了一種減少偏差的高精度感應電流位置傳感器。其中涉及的傳感器采用單路磁場發生器，通過空間磁場在同一磁通敏感元件中相互抵消的方式，使每個磁通敏感元件所產生的輸出信號對磁場發生器所產生的磁通不敏感。此種傳感器的應用具有一定的局限性，只能應用于單路驅動的特定測量電路，當傳感器所連接的測量電路需要具有兩路驅動時，這種形式的傳感器就無法使用了。增加驅動路數可以在不增加感應線圈路數的情況下增加測量周期內的測量點數量，降低對電路或傳感器的要求、提高測量精度。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種感應式位置測量傳感器，可以用于兩路驅動的電磁感應測量電路。此傳感器能有效的降低傳感器內線圈之間的耦合干擾，具有結構簡單、制造方便、測量精度高，可以在潮濕和油污環境下正常工作的特點。

本發明通過控制驅動線圈和感應線圈的位置和繞向，能夠使輪流產生激勵信號的兩路驅動線圈在的感應線圈上的直接耦合信號減少或相互抵消，同時增大感應線圈上的間接耦合信號。

為了抵消激勵線圈產生的激勵信號直接耦合到感應線圈中，本發明采取了以下的布局方式：

所述滑尺上的兩組驅動線圈分別包含兩個激勵線圈，這四個激勵線圈大小形狀一樣，它們的中心分別被布置在沿測量軸對稱的長方形的四個角上。所述滑尺上制作有兩組或兩組以上交錯排列的感應線圈，感應線圈由多個繞向間隔排列的測量線圈串聯組成，沿測量軸布置，分別在兩個激勵線圈的中間，形成兩個測量區。兩個測量區相同位置的測量線圈為串聯關系，兩個測量區中相同位置的測量線圈分別到與其臨近的激勵線圈的距離相等。兩組測量區之間留有一定的距離以減弱非臨近激勵線圈對測量線圈的偶合干擾，在理想條件下，可以只考慮臨近線圈的影響。

所述定尺上的耦合線圈由四個不同形狀和不同繞向的導電回路交叉排列構成，導電回路間隔周期為2T，相距為T的兩個導電回路的繞向相反。