基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器，包括定尺和动尺两部分，定尺包括定尺基体和第一涡流反射单元、第二涡流反射单元，动尺包括动尺基体和第一传感单元、第二传感单元，传感单元外部为激励线圈，内部为感应线圈组，从而形成第一测量通道和第二测量通道。所有激励线圈线圈串联并通入交流激励电信号，当动尺相对定尺在测量方向平行移动时，输出的感应信号经处理后可得到高精度的绝对直线位移值。该传感器具有结构简单、适用范围广、灵敏度高等优点，在保证高分辨力的情况下，可以实现高精度绝对式直线位移测量。可以实现高精度绝对式直线位移测量。可以实现高精度绝对式直线位移测量。

【技术实现步骤摘要】
基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器


[0001]本专利技术属于精密测量传感器
，具体涉及基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器。

技术介绍

[0002]绝对式直线位移传感器具有无需寻找参考点，开机即可获取当前绝对位置，断电后绝对位置不丢失，测量误差不累积等优势，广泛应用于生产生活中。现阶段的绝对式直线位移传感器主要有光栅、磁栅和感应同步器等。光栅大多采用单轨绝对位置编码技术实现绝对式测量，即采用一条码道来排布绝对位置信息，在测量方向上依次布置所有码元以减少需要处理的信号源，但其依赖栅线超精密刻线来满足微小位移的分辨力要求且成本高昂。磁栅通过磁编码的形式获取绝对位置，但需进行多次比较，编码和解码方式都比较复杂。感应同步器常采用“粗机+精机”双通道结合的方式获取绝对位移值，粗通道用于粗略读数确定绝对位置，精通道用于精确读数确定测量精度，但增加级数、增加精度时会压缩各极间的距离，使制造工艺难以满足，造成尺寸偏差加大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器，以实现高精度、高分辨力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器，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；设定X方向为测量方向，平行于定尺且垂直于X方向为Y方向，垂直于定尺的方向为Z方向；其特征在于：所述定尺(1)包括定尺基体(10)以及嵌在该定尺基体(10)上的相互绝缘的m个第一金属导体(11)和n个第二金属导体(12)，第一金属导体(11)的形状和第二金属导体(12)的形状均为中心对称图形；m个第一金属导体(11)沿X方向等间隔排成第一行，形成第一涡流反射单元；n个第二金属导体(12)沿X方向等间隔排成第二行，形成第二涡流反射单元；其中，m
×
W1＝n
×
W2，W1表示第一涡流反射单元的节距，W2表示第二涡流反射单元的节距，m、n互为质数；所述动尺(2)包括动尺基体(20)以及布置在动尺基体(20)上的两个第一传感单元和两个第二传感单元；第一传感单元包括第一平面矩形螺旋激励线圈(21)和由两个绕向相反的平面矩形螺旋感应线圈首尾相接串联构成的第一感应线圈组(22)，第一感应线圈组(22)位于第一平面矩形螺旋激励线圈(21)内，两个第一传感单元沿X方向间隔排列且在Z方向与第一涡流反射单元正对，两个第一传感单元在X方向的中心距为第二传感单元包括第二平面矩形螺旋激励线圈(23)和由两个绕向相反的平面矩形螺旋感应线圈首尾相接串联构成的第二感应线圈组(24)，第二感应线圈组(24)位于第二平面矩形螺旋激励线圈(23)内，两个第二传感单元沿X方向间隔排列且在Z方向与第二涡流反射单元正对，两个第二传感单元在X方向的中心距为其中，i＝0,1,2,3,...，j＝0,1,2,3,...；两个第一平面矩形螺旋激励线圈(21)首尾相接串联构成第一励磁单元，两个第二平面矩形螺旋激励线圈(23)首尾相接串联构成第二励磁单元，第一励磁单元与第二励磁单元串联并通入交流激励电信号，当动尺(2)相对定尺(1)平行移动时，两个第一感应线圈组(22)输出两路感应信号e1、e2，两个第二感应线圈组(24)输出两路感应信号e3、e4，感应信号e1、e2、e3、e4经信号处理系统处理后得到动尺(2)相对定尺(1)的绝对直线位移值。2.根据权利要求1所述的基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器，其特征在于：所述第一金属导体(11)的形状为平行四边形或者椭圆形；所述第二金属导体(12)的形状为平行四边形或者椭圆形。3.根据权利要求1或2所述的基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器，其特征在于：所述第一平面矩形螺旋激励线圈(21)中的相邻两匝线圈在X方向的间距相等，第一平面矩形螺旋激励线圈(21)在X方向的长度L1满足：L1＞W1；所述第一感应线圈组(22)的两个绕向相反的平面矩形螺旋感应线圈中的相邻两匝线圈在X方向的间距相等；所述第二平面矩形螺旋激励线圈(23)中的相邻两匝线圈在X方向的间距相等，第二平面矩形螺旋激励线圈(23)在X方向的长度L2满足：L2＞W2；所述第二感应线圈组(24)的两个绕向相反的平面矩形螺旋感应线圈中的相邻两匝线圈在X方向的间距相等。4.一种基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器，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；设定X方向为测量方向，平行于定尺且垂直于X方向为Y方向，垂直于定尺的方向为Z方向；其特征在于：所述定尺(1)包括定尺基体(10)以及嵌在该定尺基体(10)上的第一涡流反射单元和第
二涡流反射单元，第一涡流反射单元由相同的两个正弦形第一金属导体(11)沿Y方向间隔排列构成，正弦形第一金属导体(11)的周期为W1、周期个数为m，两个正弦形第一金属导体(11)在Y方向的中心距为W
y
，第二涡流反射单元由相互绝缘的n个第二金属导体(12)沿X方向等间隔排成一行构成，第二金属导体(12)的形状为中心对称图形；其中，m
×
W1＝n
×
W2，W2表示第二涡流反射单元的节距，m、n互为质数；所述动尺(2)包括动尺基体(20)以及布置在动尺基体(20)上的两个第一传感单元和两个第二传感单元；第一传感单元包括第一平面矩形螺旋激励线圈(21)和由两个绕向相反的平面矩形螺旋感应线圈首尾相接串联构成的第一感应线圈组(22)，第一感应线圈组(22)位于第一平面矩形螺旋激励线圈(21)内，两个第一传感单元沿X方向间隔排列，且在Y方向错开且在Z方向与第一涡流反射单元正对；第二传感单元包括第二平面矩形螺旋激励线圈(23)和由两个绕向相反的平面矩形螺旋感应线圈首尾相接串联构成的第二感应线圈组(24)，第二感应线圈组(24)位于第二平面矩形螺旋激励线圈(23)内，两个第二传感单元沿X方向间隔排列且在Z方向与第二涡流反射单元正对，两个第二传感单元在X方向的中心距为其中，j＝0,1,2,3,...；两个第一平面矩形螺旋激励线圈(21)首尾相接串联构成第一励磁单元，两个第二平面矩形螺旋激励线圈(23)首尾相接串联构成第二励磁单元，第一励磁单元与第二励磁单元串联并通入交流激励电信号，当动尺(2)相对定尺(1)平行移动时，两个第一感应线圈组(22)输出两路感应信号e1、e2，两个第二感应线圈组(24)输出两路感应信号e3、e4，感应信号e1、e2、e3、e4经信号处理系统处理后得到动尺(2)相对定尺(1)的绝对直线位移...

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