一种高精度的直线位移传感器

技术领域

本发明涉及长度检测结构技术领域，更具体的说是涉及一种高精度的直线位移传感器。

背景技术

直线检测的传感元件主要有光栅尺、磁栅尺，还有一些电容、电感类传感器，光栅尺由于自身的优点在长度位移检测方面应用较多，但光栅尺原理特性及结构特性决定了它对使用环境要求较高，如灰尘、油渍及较强的冲击、振动都可能使其精度变差或损坏，同时结构也比较复杂、成本较高。中国专利授权公告号CN205102766，名称为一种新型非接触式直线位于传感器，具有抗冲击、振动，适合用于比较恶劣的环境，但由于结构原理特点，其电气精度不会太高。

因此，如何提供一种电气精度较高、环境适应能力比较强、结构比较简单、价格也较低的高精度的直线检测元件是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电气精度较高、环境适应能力比较强、结构比较简单、价格也较低的高精度的直线检测元件。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高精度的直线位移传感器，包括初级组件和次级组件，所述初级组件包括：初级铁芯和绕组，所述初级铁芯一侧等间隔排列有多个齿柱，每个所述齿柱远离所述初级铁芯的端部具有多个初级小齿，所述绕组通过绝缘件绕制在所述齿柱上；所述次级组件为次级铁芯，所述次级铁芯上与所述初级小齿相对的一侧等间隔排列有多个次级小齿，与所述初级小齿相对应的所述次级小齿的个数为直线位移传感器的极对数，所述初级小齿与所述次级小齿之间隔开形成气隙。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种高精度的直线位移传感器，次级铁芯设置有多个次级小齿，即该直线位移传感器为多对极数，提高了测量精度，并且该直线位移传感器环境适应能力比较强、结构比较简单、价格也较低。

进一步的，所述初级铁芯两内侧分别延伸有边齿，所述边齿与所述初级铁芯之间为斜线或圆弧连接。

进一步的，所述初级铁芯两侧端面为圆弧面结构，可减少纵向端边效应影响。

进一步的，所述初级铁芯靠近其两端的位置分别开设有安装孔。

进一步的，所述绝缘件为绝缘骨架或由绝缘材料做成的套件。

进一步的，所述气隙的宽度范围为0.05mm-2mm之间。

进一步的，所述初级铁芯和所述次级铁心均由硅钢片或低碳钢导磁材料制成。

进一步的，所述极对数为2i对极，i＝2，3，4，5，6……，所述绕组由励磁绕组和两套输出绕组组成，与所述极对数相对应的所述初级小齿的个数不等于所述极对数，其中，励磁绕组为集中绕组，两套输出绕组为正弦分布绕组和余弦分布绕组，且正弦分布绕组匝数和余弦分布绕组匝数依据极对数2i及初级小齿个数布置。

进一步的，所述初级铁芯的长度大于或小于所述次级铁芯的长度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的一种高精度的直线位移传感器的结构示意图。

图2附图为未绕制绕组时的直线位移传感器的结构示意图。

图3附图为初级铁芯长度小于次级铁芯的长度的结构示意图。

其中：1-初级组件，101-安装孔，11-初级铁芯，12-绕组，13-齿柱，14-初级小齿，15-边齿，2-次级铁芯，21-次级小齿，3-气隙。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1-图3，本发明实施例公开了一种高精度的直线位移传感器，包括初级组件1和次级组件，初级组件1包括：初级铁芯11和绕组12，初级铁芯11一侧等间隔排列有多个齿柱13，每个齿柱13远离初级铁芯11的端部具有多个初级小齿14，绕组12通过绝缘件绕制在齿柱13上；次级组件为次级铁芯2，次级铁芯2上与初级小齿14相对的一侧等间隔排列有多个次级小齿21，与初级小齿14相对应的次级小齿21的个数为直线位移传感器的极对数，初级小齿14与次级小齿21之间隔开形成气隙3。

因设置了多个次级小齿，即采用了多对极结构，当多对极为P对极时，P对极定子内圆的电角度为P×360°，但机械角度仍为360°。因此通过多极设计把电气角度放大了P倍，因此，该直线位移传感器的测量精度也提高了P倍。

初级铁芯11两内侧分别延伸有边齿15，边齿15与初级铁芯11之间为斜线或圆弧连接。

为了减小纵向端边效应影响，初级铁芯11两侧端面为圆弧面结构。

初级铁芯11靠近其两端的位置分别开设有安装孔101。

绝缘件为绝缘骨架或由绝缘材料做成的套件。

气隙3的宽度范围为0.05mm-2mm之间。

初级铁芯11和次级铁心2均由硅钢片或低碳钢导磁材料制成，绕组为初级线圈，采用漆包线构成。

初级铁芯11的长度大于或小于次级铁芯2的长度。

如图1-图2，当初级铁芯11长度大于次级铁芯2的长度时，极对数为2i对极，i＝2，3，4，5，6……，绕组12由励磁绕组和两套输出绕组组成，与极对数相对应的初级小齿14的个数不等于极对数，如初级小齿14的个数为30个，次级小齿21的个数为32个；其中，励磁绕组为集中绕组，且均匀分布在每个齿柱13上，两套输出绕组为正弦分布绕组和余弦分布绕组，且正弦分布绕组匝数和余弦分布绕组匝数依据极对数2i对极布置及初级小齿14个数布置且按正弦规律布置在齿柱13上。

如图3，当初级铁芯11长度小于次级铁芯2的长度时，与初级小齿14有效对应部分的次级小齿21的个数为极对数，其可选为2i个，i＝3，4，5，6，……，且不等于初级次小齿14的个数，如初级小齿个数为30个，次级小齿个数为64个，其与初级小齿14有效对应部分的次级小齿31的个数为32个齿，即极对数为32对极。其正弦分布绕组匝数和余弦分布绕组匝数依据极对数及初级小齿14个数布置且按正弦规律布置在齿柱13上。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。