气动式位移传感器结构制造技术

本发明专利技术公开一种气动式位移传感器结构，包括外管和小型气缸组件，外管的外径小于或等于20mm，小型气缸的进气端和圆测头分别位于外管的两端，小型气缸组件还包括定位组件、铁芯、轴芯、长轴和轨道，进气端与轨道接通，长轴的一端固定有圆测头，另一端固定有铁芯，长轴在轨道中做往复伸缩运动，轴芯自由容置在轨道内，并与铁芯活动性接触，长轴通过定位组件的定位销固定方向。本发明专利技术只需对轨道提供一个0.15MPa‑0.7MPa的工作气压，即可带动长轴进行往复运动，从而通过测量位移的变化来测量物体表面的平整性；且本发明专利技术体积小，通过设置定位组件来固定长轴，避免其产生偏移，从而更使测量更精确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器及其应用领域，尤其涉及一种基于LVDT技术的气动式位移传感器的结构。
技术介绍
LVDT（Linear Variable Differential Transformer）是线性可变差动变压器缩写，属于直线位移传感器。工作原理简单地说是铁芯可动变压器。它由一个初级线圈，两个次级线圈，铁芯，线圈骨架，外壳等部件组成。初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状铁芯。当铁芯处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为零；当铁芯在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围，设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁芯的位移量成线性关系。由于现有技术的线性可变差动变压器式位移传感器的轴承运动时，轴承在进行往复运动时，容易晃动，且轴承在轨道上运动时，阻力较大，从而影响了测量的精度，而对于一些对精密性要求较高的待测物，例如测量弧面结构平整性的物体，普通的线性可变差动位移传感器的精度远远达不到。
技术实现思路
针对上述技术中存在的不足之处，本专利技术提供一种基于LVDT技术的气动式位移传感器，通过小型气缸组件结构，有效控制并测量长轴水平方向运动的距离，且本专利技术的结构稳固，大大提高了测量精度。为了达到上述目的，本专利技术公开一种气动式位移传感器结构，包括外管、进气组件、运动组件、定位组件和感应组件；所述外管为圆柱形空心圆管，所述进气组件一端固定在外管一端的边缘，另一端容置在外管内，所述运动组件、定位组件和感应组件均容置在外管内，所述感应组件为感应线圈，感应线圈缠绕在运动组件上，且运动组件一端与进气组件连接，另一端固定有定位组件；所述运动组件包括轴芯、铁芯、轨道和长轴，所述铁芯与轴芯容置在轨道内，且铁芯一端与轴芯活动性接触，铁芯的另一端固定在长轴上，所述长轴一端与轨道连接，另一端从外管内穿出，所述长轴贯穿定位组件限制运动方向。其中，所述定位组件包括第一轴承、第二轴承和定位环，所述定位环夹持在第一轴承和第二轴承之间，所述第一轴承与定位环之间和第二轴承与定位环之间都设置有垫圈。其中，所述定位环侧边设置有开口结构，所述开口结构的两边缘均为圆弧形结构，所述长轴上设置固定有定位销，所述定位销在所述开口结构区域内运动，定位销与开口结构的两边缘接触。其中，所述定位销为圆柱形结构，定位销与定位环开口结构的两边缘点对点接触，运动时做直线运动。其中，所述进气组件包括进气嘴和气管，所述气管将进气嘴与轨道接通，所述进气嘴与轨道不在同一平面高度，所述气管为曲线结构，且为不容易变形的注塑硬管，所述气管分为外套管和通气管，所述外套管为曲线结构，所述通气管为直线结构，且所述通气管容置在外套管内；所述外套管上设有第一接口和第二接口，所述通气管无缝连接第一接口和第二接口，所述第一接口连接进气嘴，所述第二接口连接轨道。其中，所述长轴与铁芯连接处设置有卡环，所述第二轴承上固定有弹簧座，所述弹簧座与卡环之间设置有复位弹簧，且所述复位弹簧缠绕在长轴上。其中，所述外管使用防电磁干扰的高导磁材料，所述外管的两端分别设有前端盖与后端盖，所述后端盖上容置有气嘴，所述长轴穿过前端盖，所述后端盖上还设置有屏蔽线，所述屏蔽线为橡胶材料，并与外管接触连接。其中，所述轴芯采用氧化陶瓷材料或有色金属材料。其中，所述轨道为不锈钢直管，其为精密线割10um精度。其中，所述进气嘴为锯齿状防退台结构，该结构呈台阶形状。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术采用LVDT技术进行精密测量，其工作原理为通过铁芯切割感应线圈的磁感线，当铁芯位置发生变化时，通过线圈产生的感应电动势的变化，得出位移量的大小。本专利技术只需对轨道提供一个0.15MPa-0.7MPa的工作气压，即可带动长轴进行往复运动，从而通过测量位移的变化来测量物体表面的平整性；本专利技术的位移传感器体积小，整个外管的外径小于或等于20mm，长轴做往返运动时，容易产生偏移，通过设置定位组件来固定长轴，避免其产生偏移，从而更使测量更精确。附图说明图1为本专利技术实施例的气动式位移传感器整体结构示意图；图2为本专利技术实施例的气动式位移传感器爆炸图；图3为本专利技术实施例的气动式位移传感器内部截面图。主要元器件说明：1、外管 2、进气组件3、运动组件 4、定位组件11、前端盖 12、后端盖13、前端盖螺帽 14、装饰环15、屏蔽线 21、进气嘴22、气管 23、套筒31、轴芯 32、铁芯33、轨道 34、长轴35、圆测头 41、第一轴承42、第二轴承 43、定位环44、定位销 45、垫圈51、复位弹簧 52、弹簧座53、卡环 221、外套管222、通气管 231、铜针232、骨架 2211、第一接口。具体实施方式为了更清楚地表述本专利技术，下面结合附图对本专利技术作进一步地描述。请参阅图1-图3，本专利技术的气动式位移传感器包括外管1、进气组件2、运动组件3、定位组件4和感应组件（图未示）；外管1为圆柱形空心圆管，外管1的外径小于或等于20mm，外管的两端分别设置有前端盖11与后端盖12进行密封。进气组件2位于后端盖12一侧，进气组件2一端固定在外管1一端的边缘，另一端容置在外管1内，运动组件3、定位组件4和感应组件均容置在外管1内，感应组件为感应线圈，感应线圈缠绕在运动组件3上，且运动组件3一端与进气组件2连接，另一端固定有定位组件4；运动组件3包括轴芯31、铁芯32、轨道33、长轴34和圆测头35，铁芯32与轴芯31容置在轨道33内，且铁芯32一端与轴芯31活动性接触，铁芯32的另一端固定在长轴34上，长轴34贯穿定位组件4限制运动方向在本实施例中，进气组件2包括进气嘴21和气管22，进气嘴21贯穿后端盖12，并与气管22的一端连接，气管22的另一端与轨道33接通，轨道33为不锈钢直管，为精密线割10um的精度，从而更好地保证了轨道内的气密性；轨道33内容置有轴芯31，轴芯31为自由状态，并在轨道33内前后自由运动，铁芯32与轴芯31活动性接触，而铁芯32是固定在长轴34上的，在本实施例中，轴芯31做为整个气动式位移传感器的活塞结构，轴芯31采用氧化陶瓷材料或有色金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气动式位移传感器结构，其特征在于，包括外管、进气组件、运动组件、定位组件和感应组件；所述外管为圆柱形空心圆管，所述进气组件一端固定在外管一端的边缘，另一端容置在外管内，所述运动组件、定位组件和感应组件均容置在外管内，所述感应组件为感应线圈，感应线圈缠绕在运动组件上，且运动组件一端与进气组件连接，另一端固定有定位组件；所述运动组件包括轴芯、铁芯、轨道和长轴，所述铁芯与轴芯容置在轨道内，且铁芯一端与轴芯活动性接触，铁芯的另一端固定在长轴上，所述长轴一端与轨道连接，另一端从外管内穿出，所述长轴贯穿定位组件限制运动方向。

【技术特征摘要】
1.一种气动式位移传感器结构，其特征在于，包括外管、进气组件、运动组件、定位组件和感应组件；所述外管为圆柱形空心圆管，所述进气组件一端固定在外管一端的边缘，另一端容置在外管内，所述运动组件、定位组件和感应组件均容置在外管内，所述感应组件为感应线圈，感应线圈缠绕在运动组件上，且运动组件一端与进气组件连接，另一端固定有定位组件；所述运动组件包括轴芯、铁芯、轨道和长轴，所述铁芯与轴芯容置在轨道内，且铁芯一端与轴芯活动性接触，铁芯的另一端固定在长轴上，所述长轴一端与轨道连接，另一端从外管内穿出，所述长轴贯穿定位组件限制运动方向。2.根据权利要求1所述的气动式位移传感器结构，其特征在于，所述定位组件包括第一轴承、第二轴承和定位环，所述定位环夹持在第一轴承和第二轴承之间，所述第一轴承与定位环之间和第二轴承与定位环之间都设置有垫圈。3.根据权利要求2所述的气动式位移传感器结构，其特征在于，所述定位环侧边设置有开口结构，所述开口结构的两边缘均为圆弧形结构，所述长轴上设置固定有定位销，所述定位销在所述开口结构区域内运动，定位销与开口结构的两边缘接触。4.根据权利要求3所述的气动式位移传感器结构，其特征在于，所述定位销为圆柱形结构，定位销与定位环开口结构的两边缘点对点接触，运动时做直线运动。5.根据权利要求1所述的气动式位...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍亚子，刘玉才，鲍文博，
申请(专利权)人：深圳市信为科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44