[發明專利]一種平面磁阻式二維位移傳感器

有效

• 申請號: 202210457732.8
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN114739277B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 武亮;蘇瑞;鄭方燕;陳錫侯;徐是;湯其富
• 申請（專利權）人: 重慶理工大學
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 唐錫嬌

1.一種平面磁阻式二維位移傳感器，包括定尺(1)和與定尺(1)在Z方向正對平行的動尺(2)，動尺(2)的下表面與定尺(1)的上表面正對，且留有間隙；其特征在于：

所述定尺(1)為一塊導磁金屬板，該導磁金屬板在X方向的長度為nW、在Y方向的寬度為nW，該導磁金屬板的下表面為平面、上表面為曲面，所述曲面滿足：其中，n為整數，W表示傳感器的節距，x₁表示曲面上某個點在X方向上的值、y₁表示曲面上該點在Y方向上的值，z表示曲面上該點在Z方向上的值，表示動尺(2)的下表面與曲面最低點之間的距離，表示動尺(2)與定尺(1)之間的氣隙，0≤x₁≤nW，0≤y₁≤nW，k₁、k₂和k₃都為設置的常量，

所述動尺(2)包括動尺基體(20)以及布置在動尺基體(20)上的四個第一傳感單元和四個第二傳感單元；四個第一傳感單元在X方向等間隔排列，相鄰兩個第一傳感單元在X方向的中心距為第一傳感單元在X方向的長度為在Y方向的寬度為W；四個第二傳感單元在Y方向等間隔排列，相鄰兩個第二傳感單元在Y方向的中心距為第二傳感單元在X方向的長度為W、在Y方向的寬度為其中，i＝0,1,2,3...；

四個第一傳感單元的激勵端和四個第二傳感單元的激勵端都分別通入正向的正弦交變激勵電信號、正向的余弦交變激勵電信號、反向的正弦交變激勵電信號和反向的余弦交變激勵電信號；當動尺(2)相對定尺(1)在XY平面平行移動時，四個第一傳感單元的輸出端輸出四路X向感應信號e_x1、e_x2、e_x3、e_x4，四個第二傳感單元的輸出端輸出四路Y向感應信號e_y1、e_y2、e_y3、e_y4；四路X向感應信號e_x1、e_x2、e_x3、e_x4經信號處理系統處理后得到動尺(2)相對定尺(1)在X方向的直線位移，四路Y向感應信號e_y1、e_y2、e_y3、e_y4經信號處理系統處理后得到動尺(2)相對定尺(1)在Y方向的直線位移。

2.根據權利要求1所述的平面磁阻式二維位移傳感器，其特征在于：四個第一傳感單元中的前兩個第一傳感單元在Y方向對齊，四個第一傳感單元中的后兩個第一傳感單元在Y方向對齊，四個第一傳感單元中的前兩個第一傳感單元與后兩個第一傳感單元在Y方向錯開的距離為L；四個第二傳感單元中的前兩個第二傳感單元在X方向對齊，四個第二傳感單元中的后兩個第二傳感單元在X方向對齊，四個第二傳感單元中的前兩個第二傳感單元與后兩個第二傳感單元在X方向錯開的距離為L；其中，

3.根據權利要求2所述的平面磁阻式二維位移傳感器，其特征在于：所述L的取值為

4.根據權利要求3所述的平面磁阻式二維位移傳感器，其特征在于：所述相鄰兩個第一傳感單元在X方向的中心距為所述相鄰兩個第二傳感單元在Y方向的中心距為

5.根據權利要求4所述的平面磁阻式二維位移傳感器，其特征在于：

所述第一傳感單元包括第一平面矩形螺旋勵磁線圈(21)和第一平面矩形螺旋感應線圈(22)，第一平面矩形螺旋感應線圈(22)位于第一平面矩形螺旋勵磁線圈(21)內；第一平面矩形螺旋勵磁線圈(21)的兩端作為第一傳感單元的激勵端，第一平面矩形螺旋感應線圈(22)的兩端作為第一傳感單元的輸出端；

所述第二傳感單元包括第二平面矩形螺旋勵磁線圈(23)和第二平面矩形螺旋感應線圈(24)，第二平面矩形螺旋感應線圈(24)位于第二平面矩形螺旋勵磁線圈(23)內；第二平面矩形螺旋勵磁線圈(23)的兩端作為第二傳感單元的激勵端，第二平面矩形螺旋感應線圈(24)的兩端作為第二傳感單元的輸出端。