一种时栅直线位移传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种时栅直线位移传感器，包括定尺和动尺，定尺由导磁的定尺基体和设置在定尺基体上的励磁单元组成，励磁单元包括绝缘层和励磁线圈层，励磁线圈层由两个励磁线圈线阵构成，励磁线圈线阵由m个相同的导线组沿测量方向依次串联排列构成，导线组内的正向、反向导线单元都由n根直线导线段按照一定规则并联构成；动尺由导磁的动尺基体和设置在动尺基体上的感应单元组成，感应单元包括绝缘层和感应线圈层，感应线圈层由满足一定布线规则的矩形线圈构成。该传感器能在保证高分辨力的情况下，简化传感器结构、使传感器易于产品化。

A time grating linear displacement sensor

The invention discloses a time grating linear displacement sensor comprises a fixed ruler and a movable ruler, fixed length by magnetic length matrix and set the excitation unit on the scaling matrix composition, the excitation unit includes an insulating layer and a layer of excitation coil, excitation coil layer is composed of two line array excitation coil, excitation coil linear array sequentially arrayed in series by m as a lead group along the direction of measurement, the wire group within the forward and reverse wire unit by n linear guide line according to certain rules of parallel structure; the movable ruler by magnetic dynamic ruler and set in motion sensing unit ruler the sensing unit includes an insulation layer and layer induction coil, a rectangular coil induction coil layer by certain wiring rules. The sensor can simplify the sensor structure and make the sensor easy to be manufactured under the condition of high resolution.

【技术实现步骤摘要】
一种时栅直线位移传感器
本专利技术属于精密位移测量领域，具体涉及一种时栅直线位移传感器。
技术介绍
直线位移测量是最基本的几何量测量，精密直线位移测量主要采用直线位移传感器，如光栅、磁栅、容栅等等，它们通过对按空间均分的栅线进行计数得到位移量，其共同特点是利用栅线的空间超精密刻线来满足微小位移的分辨力要求，而为了再进一步提高分辨力，只能依靠复杂的电子细分，从而使系统结构复杂，成本居高不下，且抗干扰能力差，极易受到污染。时栅直线位移传感器是一种基于电磁感应原理的传感器，采用时钟脉冲作为测量基准，其分辨力一方面取决于传感器的空间极距，另一方面取决于插补时钟脉冲的空间当量；由于插补时钟脉冲的空间当量可以取极小，故时栅直线位移传感器在较大的空间极距下也能实现高分辨力位移测量。但是现有的几类时栅直线位移传感器的励磁线圈和感应线圈所采用的绕线方式复杂，从而使得传感器的结构复杂，不易于实现；并且，传感器的励磁线圈和感应线圈相对排布的精度、匝数以及导磁体的性能一致性也会直接影响传感器的测量精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种时栅直线位移传感器，在保证高分辨力的情况下，简化传感器结构。本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时栅直线位移传感器，包括定尺(1)和动尺(2)，动尺(2)与定尺(1)正对平行，且留有间隙；所述定尺(1)由导磁的定尺基体(11)和设置在定尺基体上的励磁单元组成，所述励磁单元包括绝缘层和励磁线圈层；所述动尺(2)由导磁的动尺基体(21)和设置在动尺基体上的感应单元组成，所述感应单元包括绝缘层和感应线圈层；其特征在于：所述励磁线圈层由并排布置于同一层上的两个相同且相互平行的励磁线圈线阵(12)构成，两个励磁线圈线阵之间互不干扰，且起始位置沿测量方向错开W/4、在垂直于测量方向上相差L+b；所述励磁线圈线阵(12)由m个相同的导线组沿测量方向依次串联排列构成，相邻两个导线组的中心距为W，一个...

【技术特征摘要】
1.一种时栅直线位移传感器，包括定尺(1)和动尺(2)，动尺(2)与定尺(1)正对平行，且留有间隙；所述定尺(1)由导磁的定尺基体(11)和设置在定尺基体上的励磁单元组成，所述励磁单元包括绝缘层和励磁线圈层；所述动尺(2)由导磁的动尺基体(21)和设置在动尺基体上的感应单元组成，所述感应单元包括绝缘层和感应线圈层；其特征在于：所述励磁线圈层由并排布置于同一层上的两个相同且相互平行的励磁线圈线阵(12)构成，两个励磁线圈线阵之间互不干扰，且起始位置沿测量方向错开W/4、在垂直于测量方向上相差L+b；所述励磁线圈线阵(12)由m个相同的导线组沿测量方向依次串联排列构成，相邻两个导线组的中心距为W，一个导线组由一个正向导线单元(121)与一个反向导线单元(122)串联构成，所述正向、反向导线单元(121、122)都由n根长度为L的导线并联构成，以正向导线单元的起始点为坐标原点，测量方向为x方向，导线长度方向为y方向；所述正向导线单元(121)中各根导线的x轴坐标表示为:所述反向导线单元(122)中各根导线的x轴坐标表示为:式中，i依次取值1至n的所有正整数，li表示正向导线单元中第i根导线的x轴坐标，di表示反向导线单元中第i根导线的x轴坐标；正向导线单元的终止点与反向导线单元的起始点重合，其坐标为(W/2，L)；反向导线单元的终止点的坐标为(W，0)；所述感应线圈层由一个第一矩形线圈(22)构成或者由一个第一感应线圈线阵构成，所述第一矩形线圈(22)沿测量方向的宽度为W/2、垂直于测量方向的长度为2L+b，所述第一感应线圈线阵由P个相同的第二矩形线圈(23)沿测量方向依次串联构成，每个第二矩形线圈(23)沿测量方向的宽度为W/2-c、垂直于测量方向的长度为2L+b，相邻两个第二矩形线圈(23)的绕线方向相反、中心距为W/2，其中，c表示相邻两个第二矩形线圈之间的间距，P为整数，且1＜P＜2m；两个所述的励磁线圈线阵(12)中分别通入两相对称激励电流，当动尺(2)相对定尺(1)沿测量方向运动时，第一矩形线圈(22)或者第一感应线圈线阵输出感应信号，将该感应信号与激励信号进行鉴相处理，相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示，经换算后得到动尺相对定尺的直线位移。2.一种时栅直线位移传感器，包括定尺(1)和动尺(2)，动尺(2)与定尺(1)正对平行，且留有间隙；所述定尺(1)由导磁的定尺基体(11)和设置在定尺基体上的励磁单元组成，所述励磁单元包括绝缘层和励磁线圈层；所述动尺(2)由导磁的动尺基体(21)和设置在动尺基体上的感应单元组成，所述感应单元包括绝缘层和感应线圈层；其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：武亮，彭东林，汤其富，徐是，鲁进，陈锡侯，
申请(专利权)人：重庆理工大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50