一种非相似冗余智能位移传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种非相似冗余智能位移传感器，涉及位移传感器技术领域，包括外壳、LVDT传感器元件和类磁栅传感器元件，外壳内部固定安装有LVDT传感器元件，LVDT传感器元件与外壳之间安装有类磁栅传感器元件，LVDT传感器元件与类磁栅传感器元件相互嵌套滑动连接。本发明专利技术设计两个工作原理不同的冗余位移传感器，避免现有技术采用单个位移传感器存在事故隐患，同时解决了现有技术采用工作原理相同冗余位移传感器无法耐受不同失效机理的问题，工作时可靠性高；将LVDT传感器与类磁栅传感器高效集成在一起，具有结构紧凑，体积小的优点。体积小的优点。体积小的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种非相似冗余智能位移传感器


[0001]本专利技术涉及位移传感器
，特别是涉及一种非相似冗余智能位移传感器。

技术介绍

[0002]为了实时检测作动器在工作时各部分的状态，需要在作动器上安装传感器收集作动器的工作数据，而位移传感器是一种在作动器上使用非常广泛的传感器，其可将位移量转换为电量，再经过计算得到位移值。提高位移传感器读取数据的可靠性对于作动器的安全工作具有很重大的意义。目前，在作动器上大多使用单个位移传感器测量作动器的工作数据，当单个位移传感器出现突发情况无法正常工作时，容易造成严重的后果；现有市场也有使用冗余技术通过使用多个传感器同时进行数据测量，提高数据的可靠性，降低传感器出现故障时带来的影响，但是，现有的冗余技术大多是使用多个工作原理相同的位移传感器进行数据测量，无法耐受不同的失效机理，依然存在缺陷。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种非相似冗余智能位移传感器。
[0004]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0005]本专利技术提供了一种非相似冗余智能位移传感器，包括外壳、LVDT传感器元件和类磁栅传感器元件，所述外壳一端设有第一开口，所述外壳内部固定安装有LVDT传感器元件，所述LVDT传感器元件与所述外壳之间安装有类磁栅传感器元件，所述LVDT传感器元件与所述类磁栅传感器元件相互嵌套滑动连接，所述类磁栅传感器元件沿着所述LVDT传感器元件的长度方向来回滑动。
[0006]优选地，所述LVDT传感器元件包括LVDT传感器本体、端盖、引出线、支撑架、初级线圈、次级线圈、拉杆和铁芯，所述LVDT传感器本体一端设有第二开口，所述LVDT传感器本体内部固定安装有支撑架，所述支撑架内设有通道，所述通道沿着支撑架的长度方向分布，所述支撑架的中心位置设有第一凹槽，所述第一凹槽内安装有初级线圈，所述支撑架位于初级线圈的两端位置设有第二凹槽，所述第二凹槽内安装有次级线圈，所述LVDT传感器本体远离第二开口一端安装有引出线，所述LVDT传感器本体靠近第二开口一端安装有端盖，所述端盖上加工有与所述通道相连通的通槽，所述拉杆一端安装有铁芯，所述拉杆另一端设有连接部，所述拉杆带有铁芯的一端位于所述通道内，所述拉杆带有连接部的一端穿过通槽伸出至所述LVDT传感器本体外部，所述拉杆的直径小于所述通道的直径。
[0007]进一步地，所述支撑架靠近两端位置设有第三凹槽，所述第三凹槽内安装有隔磁垫片。
[0008]优选地，所述类磁栅传感器元件包括类磁栅传感器本体、类磁栅标尺和类磁栅探头，所述类磁栅传感器本体一端设有第三开口，所述类磁栅传感器本体内部固定安装有类磁栅标尺，所述类磁栅标尺套在所述LVDT传感器本体上，所述类磁栅标尺的内侧面与LVDT传感器本体的外侧面相贴合，所述类磁栅探头固定安装在所述端盖远离LVDT传感器本体的
端面上，所述类磁栅探头上设置有连接线，所述类磁栅探头与所述类磁栅标尺相对应。
[0009]进一步地，所述拉杆带有连接部的一端横穿所述类磁栅传感器本体远离第三开口一端且伸出至类磁栅传感器本体外部，所述拉杆与所述类磁栅传感器本体通过紧固件固定连接。
[0010]更进一步地，所述类磁栅标尺包括圆筒和半圆筒，所述圆筒与半圆筒一体成型，所述半圆筒由导磁材料制成，所述半圆筒上加工有镂空槽，所述镂空槽在所述半圆筒的长度方向上等间距分布。
[0011]更进一步地，所述半圆筒的内径大于所述圆筒的内径。
[0012]优选地，所述外壳的内侧设有导向组件，所述导向组件的外侧面与所述外壳的内侧面相贴合，所述导向组件的内侧面与所述类磁栅传感器本体的外侧面相邻。
[0013]进一步地，所述导向组件包括套筒和导向环，所述套筒有多个，套筒之间安装有导向环，所述导向环的内侧面与所述类磁栅传感器本体的外侧面相贴合。
[0014]更进一步地，所述外壳靠近第一开口一端设有密封圈，所述外壳外侧设有固定件。
[0015]本专利技术的工作原理为，(1)将拉杆的连接部通过万向节与被测量物体相连接，将LVDT传感器元件上的引出线和类磁栅传感器元件上的连接线分别与外部计算机相连接；(2)当被测量物体产生线性位移时，带动拉杆移动，拉杆带动铁芯在支撑架的通道内来回运动，由于支撑架上安装有初级线圈和次级线圈，铁芯来回移动时空间内的磁场就发生了一定量的改变，随着空间磁场的改变，初级线圈和次级线圈之间的互感量也会随之改变，次级线圈就产生感应电动势，随着铁芯的位置不同，初级线圈和次级线圈之间的互感量也不同，次级线圈产生的感应电动势也不同，这样就将铁芯的位移量变成了电压信号通过引出线输出，实现被测量物体的位移测量；(3)同时，由于LVDT传感器元件上的拉杆与类磁栅传感器本体固定连接，导致类磁栅标尺也同步运动，端盖上固定安装的类磁栅探头由永磁体和敏感元件组成，永磁体用来产生激励磁场，敏感元件检测磁场的变化，类磁栅标尺采用导磁材料，当LVDT传感器元件上的拉杆移动时，类磁栅标尺同步随之移动，由于类磁栅标尺可对永磁体的磁力线进行调制，达到检测位移的效果；(4)将LVDT传感器元件和类磁栅传感器元件分别测得的两组数据输送至外部计算机的专用监测程序中，对两组数据进行判定，当判定数据出现错误时，则发送传感器错误告警信息，当判定数据正确时，则输出最终数据；其具体工作过程为，LVDT传感器元件和类磁栅传感器元件分别将1秒内测得的数据输入外部计算机后运行监测程序，经过多个步骤的检验来提高所得数据的可靠性以及判断哪一个传感器出现了故障，首先判断LVDT传感器元件所得数据是否超过了量程，满足条件后计算这一组数据的均方根是否大于最大均方根，以此检验是否有突变，不满足条件时，监测程序会询问是否有较大位移，确认后将继续下一步，随后比较实际波动频率是否大于最大波动频率，以此检验LVDT传感器元件是否由于故障出现异常波动，以上三点任意一点不满足将会切换到类磁栅传感器元件的输入数据并以同样步骤对数据进行检测，如果以上三点均满足，则可确定LVDT传感器元件正常，之后计算两个传感器数据的静偏差是否大于最大静偏差，从而判断类磁栅传感器元件是否正常。
[0016]本专利技术通过类磁栅传感器元件高集成的结构优势，可针对不同应用场合进行结构形状进行优化，确保位移传感器的测量精度；可将被测试件的运动表面按优化结果进行定制加工，使其作为类磁栅标尺的一部分，成倍缩小传感器体积；本专利技术的测量距离理论上不
受限制。本专利技术通过运动行为特征判定策略，整个传感器包含有专用监测程序，传感器将数据传入外部计算机后，该程序根据运行过程中的最大行程量、最大速度值、最高波动频率等特征量，对LVDT传感器和类磁栅传感器分别进行数据判定，当判定传感器输出数据错误时，则发送传感器错误告警信息，使得传感器具备了智能诊断的特征，为传感器的智能化和可靠性奠定基础。
[0017]本专利技术可用于液压装置、磨损测量、汽车行业等领域，用途广泛。
[0018]本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术设计两个工作原理不同的冗余位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非相似冗余智能位移传感器，其特征在于：包括外壳、LVDT传感器元件和类磁栅传感器元件，所述外壳一端设有第一开口，所述外壳内部固定安装有LVDT传感器元件，所述LVDT传感器元件与所述外壳之间安装有类磁栅传感器元件，所述LVDT传感器元件与所述类磁栅传感器元件相互嵌套滑动连接，所述类磁栅传感器元件沿着所述LVDT传感器元件的长度方向来回滑动。2.根据权利要求1所述的一种非相似冗余智能位移传感器，其特征在于：所述LVDT传感器元件包括LVDT传感器本体、端盖、引出线、支撑架、初级线圈、次级线圈、拉杆和铁芯，所述LVDT传感器本体一端设有第二开口，所述LVDT传感器本体内部固定安装有支撑架，所述支撑架内设有通道，所述通道沿着支撑架的长度方向分布，所述支撑架的中心位置设有第一凹槽，所述第一凹槽内安装有初级线圈，所述支撑架位于初级线圈的两端位置设有第二凹槽，所述第二凹槽内安装有次级线圈，所述LVDT传感器本体远离第二开口一端安装有引出线，所述LVDT传感器本体靠近第二开口一端安装有端盖，所述端盖上加工有与所述通道相连通的通槽，所述拉杆一端安装有铁芯，所述拉杆另一端设有连接部，所述拉杆带有铁芯的一端位于所述通道内，所述拉杆带有连接部的一端穿过通槽伸出至所述LVDT传感器本体外部，所述拉杆的直径小于所述通道的直径。3.根据权利要求2所述的一种非相似冗余智能位移传感器，其特征在于：所述支撑架靠近两端位置设有第三凹槽，所述第三凹槽内安装有隔磁垫片。4.根据权利要求2或3所述的一种非相似冗余智能位移传感器，其特征在于：所述类磁栅传感器元件包括类磁栅传感器本体、类磁栅标尺和类磁栅探头，所述类磁栅传...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冰，郭彦青，李文璋，张裕悝，任海燕，朱廷伟，余菲，王臻，卫海燕，李曙光，
申请(专利权)人：安徽感航电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：