一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及直線傳感器，尤其是一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，測量直線位移的傳感器主要有光柵尺、磁柵尺及一些電容、電感的傳感器，尤其是光柵尺廣泛應(yīng)用于直線位移測量及直線伺服電機(jī)位置檢測中，但光柵尺原理特性及結(jié)構(gòu)特性決定了它對使用環(huán)境要求較高，如灰塵、油漬及較強(qiáng)的沖擊、振動都可能使其精度變差或損壞，同時結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜、成本較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供的一種適用于直線伺服、驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)次級位置檢測的基于變磁阻原理的直線位移傳感器，檢測精度高，實(shí)用可靠。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，包括初級組件和次級組件，所述初級組件包括初級鐵心和繞組，所述初級鐵心上排列有若干個齒柱，所述繞組通過絕緣件安裝在齒柱上，所述次級組件為次級鐵心，所述次級鐵心上設(shè)有與齒柱相對應(yīng)的齒槽，齒槽由間隔分布的凸起和凹槽組成，所述初級鐵心的長度小于次級鐵心的長度且初級鐵心與次級鐵心之間隔開形成一氣隙，所述初級鐵心對應(yīng)的次級鐵心上凸起的數(shù)目為直線位移傳感器的極對數(shù)和初級鐵心的極對數(shù)，該極對數(shù)可為1、2、3、4、5、6等。
[0006]上述結(jié)構(gòu)中，所述齒柱沿初級鐵心等間隔分布，所述齒柱的個數(shù)設(shè)置為大于或等于4個，具體的，齒柱分布在初級鐵心與次級鐵心相對的一側(cè)邊上。
[0007]上述結(jié)構(gòu)中，所述絕緣件為絕緣骨架或由絕緣材料做成的套件。
[0008]上述結(jié)構(gòu)中，所述齒槽由設(shè)置在次級鐵心上的間隔分布的凸起和凹槽組成，所述凸起與/或凹槽的輪廓線為圓弧形，即凸起與凹槽的輪廓線為整段圓弧，形成波浪型結(jié)構(gòu)，或者凸起和凹槽的輪廓線由幾段圓弧組成。
[0009]優(yōu)選的，所述繞組包括激磁繞組和信號輸出繞組，所述激磁繞組均勻分布在齒柱上，所述信號輸出繞組的匝數(shù)依據(jù)極對數(shù)及齒柱個數(shù)并按正弦規(guī)律布置在齒柱上。
[0010]優(yōu)選的，所述信號輸出繞組為余弦信號輸出繞組和正弦信號輸出繞組。
[0011]更優(yōu)選的，所述齒柱之間的槽形為矩形、梨形或梯形。
[0012]上述結(jié)構(gòu)中，所述氣隙的最小寬度范圍為0.l-2mm之間。
[0013]工作時，次級鐵心固定，初級鐵心連接在需要測量直線位移的設(shè)備上，當(dāng)初級鐵心被牽引移動時，氣隙尺寸發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而使正、余弦信號輸出繞組的輸出電壓按正、余弦規(guī)律變化，進(jìn)而確定初級鐵心位移量的大小和方向。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:該直線位移傳感器是基于變磁阻原理來實(shí)現(xiàn)非電量測量的傳感器，在初級鐵心上設(shè)置帶繞組的齒柱，次級組件僅采用次級鐵心，初級鐵心與次級鐵心之間存在氣隙，這樣，當(dāng)初級鐵心被牽引移動時，氣隙尺寸發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而使正、余弦信號輸出繞組的輸出電壓按正、余弦規(guī)律變化，進(jìn)而確定初級鐵心位移量的大小和方向，實(shí)現(xiàn)測量直線位移，且次級鐵心比初級鐵心長，測量位移范圍更廣，具有精度高、可靠性高、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、價格低等優(yōu)點(diǎn)，非常適合作為直線位移檢測元件用于無刷直線直流電機(jī)等直線伺服驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)中，也可用于環(huán)境惡劣、可靠性要求高的位移測量系統(tǒng)中。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的說明。
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參照圖1，本實(shí)用新型的一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，包括初級組件和次級組件，初級組件包括初級鐵心I和繞組13，該初級鐵心I上排列有若干個齒柱11，繞組13通過絕緣件12安裝在齒柱11上，該繞組13即為初級線圈；次級組件為次級鐵心2，次級鐵心2無需纏繞線圈，該次級鐵心2上設(shè)有與齒柱11相對應(yīng)的齒槽，初級鐵心I的長度小于次級鐵心2的長度，且初級鐵心I與次級鐵心2之間隔開形成一氣隙3，初級鐵心I對應(yīng)的次級鐵心2上凸起的數(shù)目為直線位移傳感器的極對數(shù)和初級鐵心I的極對數(shù)，該極對數(shù)可為1、2、3、4、
5、6等。裝配時，次級組件安裝固定在傳感器的殼體上，初級組件與傳感器中運(yùn)動部分相連接，氣隙3的最小寬度范圍為0.l-2mm之間，基于變磁阻的原理而實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，具有使用壽命長、靈敏度高分辨率大、輸出信號強(qiáng)、重復(fù)性好、線性度優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
[0018]該實(shí)施例中，齒柱11沿初級鐵心I等間隔分布，具體的，齒柱11分布在初級鐵心I與次級鐵心2相對的一側(cè)邊上，齒柱11的個數(shù)設(shè)置為大于或等于4個，實(shí)施例設(shè)置有6個齒柱
11。采用絕緣骨架作為絕緣件12，絕緣骨架連接在齒柱11上，繞組13安裝在絕緣骨架上。優(yōu)選的，齒柱11之間的槽形為矩形、梨形或梯形。
[0019]上述結(jié)構(gòu)中，次級鐵心2上設(shè)置的齒槽與齒柱11相對應(yīng)，該齒槽由設(shè)置在次級鐵心2上的間隔分布的凸起21和凹槽22組成，實(shí)施例中，凸起21與凹槽22的輪廓線均為圓弧形，即凸起21與凹槽22的輪廓線為整段圓弧，形成波浪型結(jié)構(gòu)，如圖1所示，另外，凸起21和凹槽22的輪廓線還可以由幾段圓弧組成，即凸起21與凹槽22的輪廓線不全是采用圓弧過渡。
[0020]優(yōu)選的，上述的繞組13包括激磁繞組和信號輸出繞組，激磁繞組均勻分布在齒柱11上，附圖1中R1、R2分別為激磁繞組的出線端，信號輸出繞組的匝數(shù)依據(jù)極對數(shù)及齒柱11個數(shù)并按正弦規(guī)律布置在齒柱11上，而該信號輸出繞組為余弦信號輸出繞組和正弦信號輸出繞組，即余弦信號輸出繞組匝數(shù)和正弦信號輸出繞組匝數(shù)依據(jù)極對數(shù)及齒柱11數(shù)目并按正弦規(guī)律布置在齒柱11上，附圖1中S1、S2分別為正弦信號輸出繞組的出線端，S3、S4分別為余弦信號輸出繞組的出線端。
[0021]工作時，次級鐵心2固定，初級鐵心I連接在需要測量直線位移的設(shè)備上，當(dāng)初級鐵心I被牽引移動時，氣隙3尺寸發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而使正、余弦信號輸出繞組的輸出電壓按正、余弦規(guī)律變化，進(jìn)而確定初級鐵心I位移量的大小和方向，實(shí)現(xiàn)測量直線位移，結(jié)構(gòu)實(shí)用可靠，測量精度高，輸出信號強(qiáng)，重復(fù)性好，線性度優(yōu)良，非常適合作為直線位移檢測元件用于無刷直線直流電機(jī)等直線伺服驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)中，也可用于環(huán)境惡劣、可靠性要求高的位移測量系統(tǒng)中。同時為了適合驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)控制，其磁極極對數(shù)也可要隨著電動機(jī)極對數(shù)的不同而改變。
[0022]以上所述，只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例中所提到的形狀結(jié)構(gòu)，只要其以相同的手段達(dá)到本實(shí)用新型的技術(shù)效果，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，包括初級組件和次級組件，其特征在于:所述初級組件包括初級鐵心(I)和繞組(13)，所述初級鐵心(I)上排列有若干個齒柱(11)，所述繞組(13)通過絕緣件(12)安裝在齒柱(11)上，所述次級組件為次級鐵心(2)，所述次級鐵心(2)上設(shè)有與齒柱(11)相對應(yīng)的齒槽，齒槽由間隔分布的凸起(21)和凹槽(22)組成，所述初級鐵心(I)的長度小于次級鐵心(2)的長度且初級鐵心(I)與次級鐵心(2)之間隔開形成一氣隙(3)，所述初級鐵心(I)對應(yīng)的次級鐵心(2)上凸起的數(shù)目為直線位移傳感器的極對數(shù)和初級鐵心(I)的極對數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，其特征在于:所述齒柱(11)沿初級鐵心(I)等間隔分布，所述齒柱(11)的個數(shù)設(shè)置為大于或等于4個。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，其特征在于:所述絕緣件(12)為絕緣骨架或由絕緣材料做成的套件。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，其特征在于:所述凸起(21)與/或凹槽(22)的輪廓線為圓弧形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，其特征在于:所述繞組(13)包括激磁繞組和信號輸出繞組，所述激磁繞組均勻分布在齒柱(11)上，所述信號輸出繞組的匝數(shù)依據(jù)極對數(shù)及齒柱(11)個數(shù)并按正弦規(guī)律布置在齒柱(11)上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，其特征在于:所述信號輸出繞組為余弦信號輸出繞組和正弦信號輸出繞組。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，其特征在于:所述齒柱(11)之間的槽形為矩形、梨形或梯形。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，其特征在于:所述氣隙(3)的最小寬度范圍為0.l-2mm之間。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的一種基于變磁阻原理的直線位移傳感器，包括初級組件和次級組件，所述初級組件包括初級鐵心和繞組，在初級鐵心上設(shè)置帶繞組的齒柱，次級組件僅采用次級鐵心，初級鐵心的長度小于次級鐵心的長度，且初級鐵心與次級鐵心之間存在氣隙，這樣，當(dāng)初級鐵心被牽引移動時，氣隙尺寸發(fā)生改變，引起磁路中磁阻變化，從而導(dǎo)致電感線圈的電感值變化，從而使正、余弦信號輸出繞組的輸出電壓按正、余弦規(guī)律變化，進(jìn)而確定初級鐵心位移量的大小和方向，實(shí)現(xiàn)測量直線位移，具有精度高、可靠性高、適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、價格低等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01B7/02
【公開號】CN205228371
【申請?zhí)枴緾N201520837804
【發(fā)明人】張曉宇, 張曉芬
【申請人】江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年10月23日