磁悬浮触针位移传感器制造技术

本发明专利技术属于位移传感器领域，并具体公开了磁悬浮触针位移传感器，包括触针轴悬浮模块、触针轴导向模块、测量探头模块和位移测量模块，所述触针轴悬浮模块用于悬浮支撑触针轴，并且可控制测量力；所述触针轴导向模块包括磁悬浮轴承和间隙传感器，用来保证触针轴在测量过程中处于中心位置；所述测量探头模块包括触针夹持头和触针，触针随被测工件垂直方向上位移的变化而上下移动；所述位移测量模块通过检测激光干涉条纹实现物体垂直方向位移的测量。本发明专利技术通过调节悬浮模块线圈中电流的大小来控制测量力，以保证触针与被测物接触又不划伤被测物，与传统杠杆触针式传感器相比，具有测量高精度，运动稳定性好等优点。

【技术实现步骤摘要】
磁悬浮触针位移传感器
本专利技术属于位移传感器领域，更具体地，涉及一种磁悬浮触针位移传感器。
技术介绍
接触式测量以其稳定可靠、测量范围大、结构简单、抗干扰能力强、分辨力较高等优点被广泛应用各种场合，比如测量表面的微形貌，工件表面在工作台的带动下以一定的速度运动，触针实时地贴合表面，表面的粗糙度，纹理结构使得触针发生微小的上下移动，这种上下移动可以通过光学干涉计量系统，再转化成电信号测量。接触部分的触针，其针尖通常是以平坦或圆形尖端终止的金字塔或圆锥形金刚石，触针锥形尖端圆弧半径一般为2、5或11μm，锥角60°或90°。支承的机械结构作为传感器的输入端将影响整个系统的性能。传统的接触式测量最主要的为杠杆式触针位移传感器，如图1所示。接触式测量通常是让装在杠杆一端的触针随着被测表面轮廓起伏运动，通过杠杆的另一端的位移传感器将被测表面高度信息转换成电学信号，随后对信号进行处理，从而得到被测表面信息。由于采用杠杆结构，在测量过程中杠杆总是要绕其支点转动，触针走过的轨迹是一段弧线，这会不可避免地引起测量误差，而且测量误差会随着测量范围的增加而增大，这使得测量得到的轮廓和零件的原始轮廓不相符本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁悬浮触针位移传感器，其特征在于，包括触针轴悬浮模块、触针轴导向模块以及分别设于触针轴悬浮模块的下方和上方的测量探头模块和位移测量模块，其中：所述触针轴悬浮模块包括触针轴(17)、环形磁铁(15)和线圈保持架(6)，该环形磁铁(15)安装在所述触针轴(17)上，并与触针轴(17)过盈配合，该线圈保持架(6)套装在所述触针轴(17)的外部，并且其内表面与所述环形磁铁(15)相对，外表面的上、下端分别缠绕有上悬浮线圈(5)和下悬浮线圈(7)，该上悬浮线圈(5)和下悬浮线圈(7)彼此平行且共轴，当上悬浮线圈(5)和下悬浮线圈(7)通方向相反、大小相同的电流时构成麦克斯韦线圈，以产生恒定的电磁场，所述...

【技术特征摘要】
1.磁悬浮触针位移传感器，其特征在于，包括触针轴悬浮模块、触针轴导向模块以及分别设于触针轴悬浮模块的下方和上方的测量探头模块和位移测量模块，其中：所述触针轴悬浮模块包括触针轴(17)、环形磁铁(15)和线圈保持架(6)，该环形磁铁(15)安装在所述触针轴(17)上，并与触针轴(17)过盈配合，该线圈保持架(6)套装在所述触针轴(17)的外部，并且其内表面与所述环形磁铁(15)相对，外表面的上、下端分别缠绕有上悬浮线圈(5)和下悬浮线圈(7)，该上悬浮线圈(5)和下悬浮线圈(7)彼此平行且共轴，当上悬浮线圈(5)和下悬浮线圈(7)通方向相反、大小相同的电流时构成麦克斯韦线圈，以产生恒定的电磁场，所述环形磁铁(15)在电磁场的作用下产生磁力使触针轴(17)悬浮；所述触针轴导向模块包括上导向模块和下导向模块，该上导向模块套装在所述触针轴(17)的外部并与线圈保持架(6)的上端相连，其包括上磁悬浮轴承(3)，该上磁悬浮轴承(3)的内表面上设置有四个面向触针轴(17)的上磁极柱，四个上磁极柱上均缠绕有上载流线圈(4)，其中相邻的两个上磁极柱的上方分别设置有面向触针轴(17)的上间隙传感器(2)；该下导向模块套装在所述触针轴(17)的外部并与线圈保持架(6)的下端相连，其包括下磁悬浮轴承(8)，该下磁悬浮轴承(8)的内表面上设置有四个面向触针轴(17)的下磁极柱，四个下磁极柱上均缠绕有下载流线圈(9)，并且与四个上磁极柱上下对称布置，与上方设置有上间隙传感器的两个上磁极柱对应的两个下磁极柱的下方设置有下间隙传感器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：常素萍，吴昊，胡春冰，周建飞，张中宇，赵言情，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42