位移传感器探头制造技术

本发明专利技术公开了一种位移传感器探头

【技术实现步骤摘要】
位移传感器探头、位移传感器检测电路及磁悬浮系统


[0001]本专利技术涉及了磁悬浮系统
，具体的是一种位移传感器探头
、
位移传感器检测电路及磁悬浮系统
。

技术介绍

[0002]位移传感器探头用于许多
的测量工作，监控设备和器件或者用于工艺自动化
。
通常，传感器分为简单的开关传感器和连续距离传感器
。
第一种传感器也被称为接近开关，因为当金属物体靠近到一定距离时，他们会产生开关信号
。
然而，当物体接近时，第二种传感器传递与距离相关的信号，因此，这类传感器被用于测量距离和位置
。
[0003]位移传感器探头必不可少地至少包括交流电源供电的线圈
。
当金属物体接近这个线圈时，产生两种基本效应
。
在金属中感应出涡流，该涡流阻碍原始励磁电流（楞次定律）并且在线圈中产生一个内部反馈
。
该效应主要发生在导电性良好的材料制造的物体中，不管它们是不是铁磁体
。
如果是铁磁体还发生另一个效应
。
当铁磁材料制造的物体接近线圈时，线圈的电感量变化，该变化也能用于检测所述的物体
。
[0004]现有的位移传感器探头包括外壳
、
磁芯
、
线圈
、
电子电路板等，磁芯
、
线圈
、
电子电路板均放置在外壳中，但该种位移传感器探头内部结构复杂，由于位移传感器探头自身体积较小，将电子电路板集成在位移传感器探头内部，这对电子电路板的加工工艺要求非常高，使得位移传感器探头的生产制造工艺也较为复杂，制造费用也较高
。
对于磁悬浮系统来说，如磁悬浮转台，磁悬浮转台上设置有位移传感器系统，位移传感器系统包括多个位移传感器探头，每个位移传感器探头内都设有一个电子电路板，多个位移传感器探头之间电连接构成桥式电路
。
此种结构的下的位移传感器探头由于每个里面都设置一个电子电路板，多个位移传感器探头便需要多个电子电路板，导致每个位移传感器探头的生产成本较高
。
因此，为了解决这个问题，将且由于每个位移传感器探头放置的位置不同，使得每个位移传感器探头所处的工作环境可能略有差异
。
在位移传感器探头中，当通电时，线圈会产生一个磁场，当有一个导体靠近位移传感器探头时，磁场会产生变化，进而改变线圈中的电感值或电涡流值，这个变化的电感值或电涡流值可以被测量并转换成物理量的信息
。
而电感值的变化或电涡流值的变化会受到温度的影响，由于每个位移传感器探头所处的工作环境可能略有差异，会导致每个位移传感器探头对应的电感值的变化或电涡流值的变化存在差异，即每个位移传感器探头之间会存在温度漂移的问题
。
每个位移传感器探头的输出值存在差异会进一步影响控制器接收到的电信号不够精准，从而影响控制器对磁悬浮转子悬浮位置的准确控制
。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种位移传感器探头
、
位移传感器检测电路及磁悬浮系统，其用于解决以上问题中的至少一种
。
[0006]本申请实施例公开了一种位移传感器探头
、
位移传感器检测电路及磁悬浮系统，
该位移传感器探头简化了内部结构，将内部的电子电路板放置位移传感器探头外，使得位移传感器探头内结构更加简单，降低了生产成本；且为了保证位移传感器探头构成桥式电路的构件处于相同的工作环境，减小温度对其影响，因此将传感器组件和参考传感器组件均配置在金属外壳内，使得参考传感器组件与传感器组件处于相同的工作环境，避免了参考传感器组件与位移传感器组件因所处的工作环境温度不同而导致的电感或电涡流的变化量存在差异，进而减小温度漂移现象，提高了位移传感器性能指标符合性及及检测电路的稳定性，从而实现对磁悬浮转子悬浮位置的准确控制
。
[0007]其中，本申请所述的位移传感器探头，包括金属外壳
、
设置于所述金属外壳内的传感器组件，所述金属外壳的一端为封闭端，一端为开口端，所述传感器组件配置在所述封闭端内，所述传感器组件包括第一磁芯及缠绕在所述第一磁芯上的第一线圈，所述第一磁芯的开口部朝向所述封闭端的端面设置并与所述端面的内壁相抵接，所述位移传感器探头还包括位于所述金属外壳内的至少一个参考传感器组件，所述参考传感器组件位于所述传感器组件远离所述端面的一侧，所述参考传感器组件包括第二磁芯及缠绕在所述第二磁芯上的第二线圈，所述第二磁芯与所述第一磁芯之间在轴向方向上具有预设距离
。
[0008]本申请还公开了位移传感器检测电路，基于上述所述的位移传感器探头，所述位移传感器检测电路包括：至少一个桥式电路，每个所述桥式电路包括检测桥臂和采样桥臂，所述检测桥臂包括第一线圈和第二线圈，所述采样桥臂包括与所述第一线圈电连接的第一电阻
、
与所述第二线圈电连接的第二电阻，所述桥式电路的输入端与激励信号源电连接或磁耦合连接；与所述至少一个桥式电路一一对应的至少一个电容，并联于所述桥式电路的输出端；信号处理电路，用于采集并处理输出信号
。
[0009]本申请还公开了一种磁悬浮系统，包括磁悬浮电机，所述磁悬浮电机包括磁悬浮定子和磁悬浮转子，所述磁悬浮定子产生磁场以驱动所述磁悬浮转子旋转和悬浮，还包括上述所述的位移传感器检测电路
。
[0010]本专利技术的有益效果如下：该位移传感器探头简化了内部结构，将内部的电子电路板放置位移传感器探头外，使得位移传感器探头内结构更加简单，降低了生产成本；且为了保证位移传感器探头构成桥式电路的构件处于相同的工作环境，减小温度对其影响，因此将传感器组件和参考传感器组件均配置在金属外壳内，使得参考传感器组件与传感器组件处于相同的工作环境，避免了参考传感器组件与位移传感器组件因所处的工作环境温度不同而导致的电感或电涡流的变化量存在差异，进而减小温度漂移现象，提高了位移传感器性能指标符合性及及检测电路的稳定性，从而实现对磁悬浮转子悬浮位置的准确控制
。
[0011]为让本专利技术的上述和其他目的
、
特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下
。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0013]图1是本专利技术实施例中位移传感器探头的结构示意图；图2是本专利技术实施例中位移传感器探头第一种实施例的剖面图；图3是本专利技术实施例中位移传感器探头第二种实施例的剖面图；图4是本专利技术实施例中位移传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种位移传感器探头，所述位移传感器探头包括金属外壳（
11
）
、
设置于所述金属外壳内的传感器组件，所述金属外壳的一端为封闭端，一端为开口端，其特征在于，所述传感器组件（
12
）配置在所述封闭端内，所述传感器组件包括第一磁芯（
120
）及缠绕在所述第一磁芯上的第一线圈（
121
），所述第一磁芯的开口部朝向所述封闭端的端面（
110
）设置并与所述端面的内壁相抵接，所述位移传感器探头还包括位于所述金属外壳内的至少一个参考传感器组件（
13
），所述参考传感器组件位于所述传感器组件远离所述端面的一侧，所述参考传感器组件包括第二磁芯（
130
）及缠绕在所述第二磁芯上的第二线圈（
131
），所述第二磁芯与所述第一磁芯之间在轴向方向上具有预设距离
。2.
根据权利要求1所述的位移传感器探头，其特征在于，所述第一磁芯配置为罐型磁芯，所述罐型磁芯包括第一磁芯基体（
1200
）和位于所述第一磁芯基体中部的第一磁芯柱（
1201
），所述第一线圈缠绕在所述第一磁芯柱的外缘，所述第一磁芯基体包括底座及设置在所述底座上的环状侧壁
。3.
根据权利要求2所述的位移传感器探头，其特征在于，所述环状侧壁上开设有至少一个凹槽（
1202
），所述凹槽配置为线圈引线口；或者，所述环状侧壁为封闭圆环，所述底座上设有至少一个出线孔（
1203
），所述出线孔配置为线圈引线口；或者，所述第一磁芯柱中部设有沿轴向延伸的通孔，所述通孔配置为线圈引线口
。4.
根据权利要求1所述的位移传感器探头，其特征在于，所述第二磁芯包括第二磁芯基体（
1300
）和位于所述第二磁芯基体中部的第二磁芯柱（
1301
），所述第二线圈缠绕在所述第二磁芯柱的外缘，所述第二磁芯基体包括底座及设置在所述底座上的侧壁，所述底座上或所述侧壁沿径向的外缘上配置有线圈引线口
。5.
根据权利要求4所述的位移传感器探头，其特征在于，所述至少一个参考传感器组件配置为一个参考传感器组件，所述第二磁芯基体的侧壁的顶端面背向所述端面设置
。6.
根据权利要求5所述的位移传感器探头，其特征在于，所述第二磁芯基体的侧壁的顶端面侧设有金属盖板，所述金属盖板的一侧与所述顶端面相抵接，所述金属盖板的另一侧设有位于所述金属外壳内的第一被测物，所述金属盖板沿轴向的厚度与所述封闭端的端部沿轴向的厚度相一致
。7.
根据权利要求4所述的位移传感器探头，其特征在于，所述至少一个参考传感器组件配置为两个参考传感器组件，两个所述第二磁芯基体的侧壁的顶端面相扣合，临近所述第一磁芯的第二磁芯基体的侧壁的顶端面背向所述端面设置
。8.
根据权利要求7所述的位移传感器探头，其特征在于，两个所述第二磁芯基体的侧壁的顶端面相抵接，两个所述第二磁芯柱的顶端面之间沿向具有间隙；或者，两个所述第二磁芯基体的侧壁的顶端面相抵接，且两个所述第二磁芯柱的顶端面相抵接
。9.
根据权利要求7所述的位移传感器探头，其特征在于，两个所述第二磁芯的材质相同，均为高导磁软磁材料
。10.
根据权利要求3或5所述的位移传感器探头，其特征在于，所述第一磁芯基体与所述第一磁芯柱一体成型或分别成型后连接，所述第二磁芯基体与所述第二磁芯柱一体成型或分别成型后连接
。
11.
根据权利要求1所述的位移传感器探头，其特征在于，还包括设置在所述传感器组件与所述参考传感器组件之间的支撑件（
14
），所述支撑件沿轴向方向的一侧与所述传感器组件相抵接以沿轴向方向对其定位，另一侧与所述参考传感器组件相抵接，以将所述传感器组件与所述参考传感器组件隔开
。12.
根据权利要求1所述的位移传感器探头，其特征在于，还包括设置在所述金属外壳内的至少一个第一电阻（
21
）
、
至少一个第二电阻（
22
）及
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘德刚，尹成科，
申请(专利权)人：苏州苏磁智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：