一种线位移传感器的磁芯组件制造技术

本发明专利技术涉及一种应用于航空航天领域的用于测量直线位移的传感器，具体涉及一种线位移传感器的磁芯组件。磁芯为一光滑圆柱体，两端没有连接孔，在磁芯外有护套管，在磁芯与护套管之间有柔性缓冲材料，用真空灌胶的方式将胶水灌入柔性缓冲材料与护套管内壁的细小缝隙，待胶水固化以后使用磨削方式，清除表面多余胶水，最终降低线位移传感器的磁芯加工难度，减少生产成本；提高线位移传感器的一致性、抗冲击能力、增加平均无故障时间、可靠性及系统安全性；减少由于线位移传感器导致的航空航天器的拆卸、维护、维修。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于航空航天领域的用于测量直线位移的传感器，具体涉及一种线位移传感器的磁芯组件。
技术介绍
在航空航天领域，零部件的拆卸、维修是非常繁杂、困难、昂贵的。所以对产品的一致性、可靠性要求比较苛刻，相比于民用产品、工业产品，平均无故障时间也要长的多，各种环境实验要求也严格的多，冲击实验中严酷等级的峰值加速度达到了 500-1000m/s2。大体上，线位移传感器包括两个主要组件:动子组件、静子组件;动子组件即是线位移传感器的移动部分，一般情况下是安装在某个直线移动的零件上，动子组件上有移动杆、一个或多个磁芯组件组成;静子组件即是线位移传感器固定不动的部分，一般情况下是安装在某个基座上，静子组件有外壳、线圈组件、电缆等零部件，能将动子组件所在的位置转成电信号并输出给外部电路。如图1所示:大体上，非本专利的常见磁芯组件是由连杆、磁芯、堵头装配并刚性连接组成;通常情况下，磁芯的两端有连接孔，便于和连杆、堵头连接及固定。—般情况下，静子组件的线圈组件内部包含有一个初级线圈和两个次级线圈，通过给初级线圈输入一个交流的激励电压，然后两个次级线圈会分别输出感应电压，将两个次级线圈反向串联，则会输出一个差动电压。—般情况下，线位传感器是通过磁芯位移量的变化改变线圈组件的磁路磁阻变化，首先引起线圈组件内的两个次级线圈互感量变化，然后引起两个次级线圈的输出感应电压变化，最终是输出的差动电压变化，通常线位移传感器的输出差动电压变化和磁芯的位移量有线性关系。理论上，磁芯的位置在线圈组件的中间位置处，即零位处，两个次级线圈的互感量是完全相同的，即两个次级线圈的输出感应电压相同，对应的差动输出电压即为零。如果磁芯两端的连接孔尺寸不一致，则会导致:零位处两个次级线圈的互感量不相同，然后两个次级线圈的输出感应电压也不相同，此时差动输出电压即不为零，此电压即为零位失调电压，由于零位失调电压的存在，最终导致线位移传感器在零位处的精度下降。如果希望零位失调电压较小，则磁芯必须具有非常高的一致性，具体表现在:所有磁芯两端连接孔的直径、深度均要求一致，并且有很严格的尺寸公差要求，此一项给磁芯的机械加工带来了很大的难度，同时增加了线位移传感器的磁芯生产制造成本。大体上，磁芯的材料选择是非常关键的，一般情况下选择为坡莫合金、钴基合金、非晶合金、工业纯铁、铁氧体等，而已知的大部分磁性材料在遇到冲击、碰撞以后磁性能会出现不可逆的变化，最终影响线位移传感器的精度，甚至性能下降、可靠性及系统安全性的降低。大体上，线位移传感器的磁芯组件与线圈组件之间需要一个宽松且阻力较小的环境，便于动子组件相对于静子组件做直线位移运动，由于加工精度及装配误差的存在，磁芯组件在移动过程中不可避免的会和线圈组件产生摩擦，而长期的摩擦会导致磁芯组件中的磁芯磨损，最终也会影响线位移传感器的精度，并导致性能下降、可靠性及系统安全性的降低。本专利技术主要从线位移传感器的磁芯组件的角度分析并解决问题。
技术实现思路
本专利技术一方面，将磁芯设计为一光滑圆柱体，两端没有连接孔，此项设计降低了磁芯的加工难度，减少了磁芯的生产成本，最主要的是:通过提高磁芯的一致性，进而提高所有线位移传感器的一致性。本专利技术的另一方面，在磁芯外增加一个护套管，在长期使用后，受到磨损的只会是护套管，而并非磁芯本体，此项设计增加了线位移传感器的平均无故障时间及寿命。本专利技术的又一个方面，在磁芯与护套管之间增加柔性缓冲材料，再使用胶水填充固定，以此来吸收冲击能量，减少冲击、碰撞对磁芯的直接影响，提高线位移传感器抗冲击、碰撞的能力。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:选用合适的非磁性材料，加工成连杆，连杆上有长度、直径恰当的台阶轴;选用合适的磁性材料，加工成圆柱体的磁芯，磁芯的长度、直径恰当，热处理后再将磁芯表面粘贴合适的柔性缓冲材料;选用合适的非磁性材料，加工成堵头，堵头的长度、直径恰当；选用合适的非磁性材料管材，管材的直径恰当，加工成护套管，护套管的长度恰当，然后在护套管外壁恰当的位置钻一个或多个工艺孔;先将连杆的台阶轴塞入护套管的左侧，再焊接固定;然后将粘贴有柔性缓冲材料的磁芯从右侧塞入护套管内；再将堵头塞入护套管的右侧，再焊接固定;通过护套管上的工艺孔，用真空灌胶的方式将胶水灌入柔性缓冲材料与护套管内壁的细小缝隙，待胶水固化以后使用磨削方式，清除表面多余胶水，使磁芯组件的表面美观，同时降低表面粗糙度。本专利技术的有益效果是:通过各个零部件的有序生产、装配，最终降低线位移传感器的磁芯加工难度，减少生产成本;提高线位移传感器的一致性;提高线位移传感器的抗冲击能力;增加线位移传感器的平均无故障时间；增加线位移传感器的可靠性及系统安全性;减少由于线位移传感器导致的航空航天器的拆卸、维护、维修。【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是非本专利的常见磁芯组件爆炸图。图2是双余度线位移传感器结构图。图3是双余度线位移传感器的动子组件结构图。图4是使用本专利的磁芯组件爆炸图。图5是使用本专利的磁芯组件结构图。图6是基于图5的局部放大图。图7是单余度线位移传感器结构图。图8是四余度线位移传感器结构图。在任何可能的情形下，将在所有图中使用相同参考标号来指示相同或相似的部件。标号说明。1.连杆。Ia.连杆上的外螺纹。Ib.连杆上的台阶轴。2.磁芯。3.堵头。4.护套管。4a.护套管上的工艺孔。4b.护套管与连杆的焊接处。4c.护套管与堵头的焊接处。5.柔性缓冲材料。6.胶水。10.磁芯组件。20.移动杆。11.单余度线位移传感器的磁芯组件。21.单余度线位移传感器的移动杆。12.四余度线位移传感器的磁芯组件。22.四余度线位移传感器的移动杆。100.双余度线位移传感器的动子组件。200.双余度线位移传感器的静子组件。101.单余度线位移传感器的动子组件。201.单余度线位移传感器的静子组件。102.四余度线位移传感器的动子组件。202.四余度线位移传感器的静子组件。【具体实施方式】如图2所示:在一个实施例中，双余度线位移传感器由一个双余度线位移传感器的动子组件(100)和一个双余度线位移传感器的静子组件(200)组成。如图3所示:双余度线位移传感器的动子组件(100)由两个磁芯组件(10)和一个移动杆(20)装配组成;具体的方法是:把连杆上的外螺纹(Ia)装配入移动杆(20)上，再圆周焊接固定(焊接方式包括但不限于:激光焊、电子束焊、氩弧焊)。当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线位移传感器的磁芯组件，由连杆(1)、磁芯(2)、堵头(3)、护套管(4)、柔性缓冲材料(5)、胶水(6)有序加工、装配组成，其特征是：连杆(1)的右侧有护套管(4)，连杆(1)与护套管(4)焊接固定，护套管(4)内部有磁芯(2)，护套管(4)的右侧有堵头(3)，护套管(4)与堵头(3)焊接固定，磁芯(2)外粘贴有柔性缓冲材料(5)，柔性缓冲材料(5)与护套管(4)的缝隙填充胶水(6)，整个磁芯组件(10)磨削光洁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施立刚，
申请(专利权)人：北京星空建腾电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11