用于线性可变差动变压器(LVDT)探针的C形圆柱形芯制造技术

装置和相关方法涉及一种线性可变差动变压器(LVDT)探针，其包括柱塞杆和成形为具有C形截面的圆柱体的金属片材，该金属片材被配置为耦接到柱塞杆。在示例性示例中，耦接可以是通过金属片材的弹簧保持力辅助的过盈配合。可以在不进行退火的情况下将金属片材冲压、成形和施加到柱塞杆上。一个或多个纵向金属片材边缘可以是修圆的。C形金属片材可以在远端和/或近端处焊接到柱塞杆。在一些示例中，金属片材的纵向边缘可以被焊接在一起和/或被焊接到柱塞杆。金属片材与柱塞杆的相对电磁导磁率的比率可以大于10。各种实施方式可以有利地减小批次间的可变性并且减小生产LVDT的成本。

C-shaped cylindrical core for LVDT probe

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于线性可变差动变压器(LVDT)探针的C形圆柱形芯
各种实施方案整体涉及位移传感器。
技术介绍
电子传感器可以检测各种环境参数并生成响应信号。例如，压力传感器可以检测工业管道中的压力。温度传感器可以检测周围环境温度或者可以检测例如腔室中的温度。加速度计可以检测振动或冲击并且可以例如展开汽车安全气囊。位移传感器可以检测线性位移或角位移。例如，运动传感器可以响应于检测到人的运动而打开灯。位移传感器可以在各种应用中实现。在压力测量应用中，加压容器(例如，油管线)可以包括响应于压力而向外移动以及响应于真空而向内移动的隔膜。位移传感器可以耦接到隔膜以通过测量隔膜的位移来测量管线中的压力。
技术实现思路
装置和相关方法涉及一种线性可变差动变压器(LVDT)探针，其包括柱塞杆和成形为具有C形截面的圆柱体的金属片材，该金属片材被配置为耦接到柱塞杆。在示例性示例中，耦接可以是通过金属片材的弹簧保持力辅助的过盈配合。可以在不进行退火的情况下将金属片材冲压、成形和施加到柱塞杆上。一个或多个纵向金属片材边缘可以是修圆的。C形金属片材可以在远端和/或近端处焊接到柱塞杆。在一些示例中，金属片材的纵向边缘可以被焊接在一起和/或被焊接到柱塞杆。金属片材与柱塞杆的相对电磁导磁率的比率可以大于10。各种实施方式可以有利地减小批次间的可变性并且减小生产LVDT的成本。各种实施方案可实现一个或多个优点。例如，一些实施方案可以改善耐久性，从而减小在制造期间以及在现场使用期间的损坏风险。一些实施方式可以增加可靠性，特别是在高振动环境中。在双通道LVDT示例中，可以实现较高的通道间相关性(例如，更好的跟踪)。一些实施方案可由于温度极限而表现出较低的输出灵敏度和/或线性变化(例如，较低的温度系数)。在各种示例中，总体外径可以减少，这可以减小装置重量并且可以减小最终应用的总体尺寸和重量。一些实施方案可以实现低成本的制造过程，诸如金属冲压、成形和压配合。这些制造过程可以被自动化，从而进一步减小成本。各种实施方案的细节在附图和以下说明书中阐述。其他特征和优点将根据说明书和附图以及根据权利要求书而显而易见。附图说明图1A描绘了测量飞机上的起落架组件的部署状态的线性可变差动变压器(LVDT)内的示例性C形探针芯。图1B描绘了示例性LVDT。图2描绘了示例性LVDT探针的分解透视图。图3描绘了示例性LVDT探针的远端的透视图。图4描绘了示例性LVDT探针的远端的透视图，其示出了探针芯上的倒角。图5描绘了示例性LVDT探针的远端的透视图，其示出了单个焊缝。图6描绘了在LVDT芯和杆之间的示例性远侧和近侧点焊缝的透视图。图7描绘了在LVDT芯和轴之间的示例性远侧和近侧周向焊缝的透视图。图8描绘了在LVDT芯和杆之间的示例性纵向焊缝的透视图。图9描绘了施加到LVDT芯的示例性芯夹具的透视图。图10描绘了具有用于保持芯的滚花杆的示例性LVDT探针的透视图。图11描绘了示例性LVDT探针的透视图，其示出了用于保持芯的粘合剂的施加。图12描绘了示例性LVDT探针的透视图，其示出了端部止动件的使用和从近端进行的芯的压配合应用。各附图中的类似的参考符号表示类似的元件。具体实施方式为了帮助理解，本文档的组织如下。首先，参考图1A简要地介绍一种用例场景，该用例场景示出了保持在线性可变差动变压器(LVDT)的柱塞杆上的示例性C形芯。图1B进一步解释了示例性LVDT的构造。接下来，参考图2，讨论转向示出C形芯及其在LVDT内与柱塞杆的关系的示例性实施方案。接下来，在图3和图4中详细描述了芯材料的拐角和边缘的各种示例性修圆特征。接下来，图5至图12示出了各种示例性保持方法。具体地，图5、图6和图7描绘了示例性端焊缝，图8描绘了示例性纵向焊缝，图9描绘了示例性保持夹具，图10描绘了示例性静摩擦增强特征，图11描绘了示例性粘合剂，并且图12描绘了示例性端部止动件特征。图1A描绘了测量飞机上的起落架组件的部署状态的线性可变差动变压器(LVDT)内的示例性C形探针芯。LVDT用例场景100包括LVDT105。LVDT包括柱塞探针110。C形芯115耦接到柱塞探针110。在一些示例中，C形芯115可以通过过盈配合来耦接到柱塞探针110。C形芯115可以具有大于一的电磁导磁率。在一些示例中，C形芯115可以具有比柱塞探针110的电磁导磁率大至少10倍的电磁导磁率。在一些示例中，C形芯115可以由基本上薄的金属片材制造。基本上薄的金属片材可以有利地最小化组装到柱塞探针110上的C形芯115的外径。耦接到C形芯115的柱塞探针110与芯壳体120可滑动地接合。芯壳体120包括激励感测线束125。C形芯115的最小化外径可以是用于优化芯壳体120的总体直径的起点。因此，包括在C形芯115中的基本上薄的金属片材可以有利地实现具有小外径的LVDT105的设计。LVDT105耦接到起落架组件130。LVDT105可以感测起落架组件130的部署状态。LVDT105可以耦接到飞机内的飞行控制面板以指示起落架130的部署状态。图1B描绘了示例性LVDT。LVDT105包括柱塞探针110。柱塞探针110耦接到C形芯115。柱塞探针110在芯壳体120的外部延伸。C形芯115被激励绕组135(初级)和一对感测绕组140A、140B(次级)围绕。绕组135、140A和140B耦接到激励感测线束125。绕组135、140A和140B驻留在芯壳体120内。激励感测线束125从芯壳体120的外部延伸到芯壳体120内部的绕组135、140A和140B。激励绕组135可以响应于激励信号而产生磁场。感测绕组140A和140B可以磁耦接到磁场，并且可以响应于磁场耦接而产生电输出信号。磁场耦接可以基于C形芯115在芯壳体120内的位置而变化。因此，来自感测绕组140A和140B的电输出信号可以响应于C形芯115相对于绕组135、140A和140B的纵向位置而变化。在示例性示例中，经由激励感测线束125将激励信号施加到激励绕组135。当柱塞探针110在芯壳体120内滑动时，所产生的电输出信号从激励感测线束125发送出去。在一些示例中，处理模块可以电耦接到激励感测线束125。由LVDT产生的电输出信号可以由处理模块检测。因此，处理模块可以确定柱塞探针110的线性位置。在LVDT用例场景100中，飞机驾驶员可以基于来自处理模块的所得的输出来确定起落架组件130的部署状态。图2描绘了示例性LVDT探针的分解透视图。LVDT探针杆205耦接到芯210。芯210可以从金属片材冲压。在一些示例中，芯210可以从金属片材模切。另外，芯210可以从金属片材激光切割。芯210进一步成形为圆柱形形状。作为示例而非限制，成形过程可以包括模具成形、冲压或压制。在一些示例中，成形过程可以包括轧制。在其他示例中，成形过程可以包括放电机加工(EDM)。...

【技术保护点】
1.一种用于在线性可变差动变压器(LVDT)(105)中使用的装置，所述装置包括：/n芯(210)，所述芯沿第一纵向轴线延伸并且在垂直于所述第一纵向轴线的平面中具有C形截面，所述芯(210)具有：1)限定所述芯(210)的内表面并且限定沿所述第一纵向轴线延伸的中心腔的芯内径，以及2)限定所述芯(210)的外表面的芯外径；和/n圆柱形杆(205)，所述圆柱形杆沿第二纵向轴线延伸并且具有限定所述圆柱形杆(205)的外表面的杆外径，/n其中所述圆柱形杆(205)被配置为接收在所述芯(210)的所述中心腔中，使得当所述圆柱形杆(205)被接收在所述芯(210)的所述中心腔中时，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此对准。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171110 US 15/809,8531.一种用于在线性可变差动变压器(LVDT)(105)中使用的装置，所述装置包括：
芯(210)，所述芯沿第一纵向轴线延伸并且在垂直于所述第一纵向轴线的平面中具有C形截面，所述芯(210)具有：1)限定所述芯(210)的内表面并且限定沿所述第一纵向轴线延伸的中心腔的芯内径，以及2)限定所述芯(210)的外表面的芯外径；和
圆柱形杆(205)，所述圆柱形杆沿第二纵向轴线延伸并且具有限定所述圆柱形杆(205)的外表面的杆外径，
其中所述圆柱形杆(205)被配置为接收在所述芯(210)的所述中心腔中，使得当所述圆柱形杆(205)被接收在所述芯(210)的所述中心腔中时，所述第一纵向轴线和所述第二纵向轴线彼此对准。


2.根据权利要求1所述的装置，其中当所述圆柱形杆(205)被接收在所述芯(210)的所述中心腔中时，所述芯(210)固定地耦接到所述圆柱形杆(205)。


3.根据权利要求2所述的装置，其中所述芯(210)和所述圆柱形杆(205)之间的所述固定耦接包括过盈配合耦接，使得由于所述芯(210)的弹簧偏置，所述芯(210)的所述内表面与所述圆柱形杆(205)的所述外表面进行紧密接触。


4.根据权利要求2所述的装置，其中所述芯(210)和所述圆柱形杆(205)之间的所述固定耦接包括在所述芯(210)的远端处的所述圆柱形杆(205)和所述芯(210)之间的周边焊缝(720)。


5.根据权利要求1所述的装置，还包括具有初级绕组轴线的初级绕组(135)和具有次级绕组轴线的两个次级绕组(140)，其中当所述初级绕组和所述次级绕组(135，140)与所述芯(210)组装在一起时，所述初级绕组轴线和所述次级绕组轴线与所述第一纵向轴线对准。


6.根据权利要求5所述的装置，还包括芯壳体(120)，所述芯壳体具有被配置为当所述芯壳体(120)与所述芯(210)组装在一起时与所述第一纵向轴线对准的芯壳体轴线。


7.根据权利要求1所述的装置，其中所述芯(210)包括铁磁材...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚伦·丹尼尔斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US