CN103851997B - 感测装置 - Google Patents

Abstract

一种感测装置，包括：一环形基座；多个感测部，突出于该环形基座的内周面上；以及多个线圈，环绕地设于各该感测部；其中，各该感测部包括：一周向环槽；以及一轴向槽，连通于该周向环槽；其中，各该线圈经由各该轴向槽出线。

Description

感测装置

技术领域

本发明是有关于一种感测装置，且特别是有关于一种包含多个感测部的感测装置。

背景技术

非接触式位移感测器是工业转子测量系统中关键元件之一。大多数位移感测器，一般以螺丝固定于基座上，然此种组装方式容易造成组装误差大，进而导致测量精度下降等问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种感测装置，包括：一环形基座；多个感测部，突出于该环形基座的内周面上；以及多个线圈，环绕地设于各该感测部；其中，各该感测部包括：一周向环槽；以及一轴向槽，连通于该周向环槽；其中，各该线圈为经由各该轴向槽出线。

上述的感测装置，各该感测部为一感测元件，且各该感测元件独立地组装在该环形基座上。

上述的感测装置，该环形基座具有多个对称的安装孔，各该感测元件包括：

一柱状部，插置于对应的该安装孔内；以及一定位部，连接于该柱状部，且具有一定位面，该定位部以该定位面定位于该环形基座上。

上述的感测装置，各该感测元件配合于对应的该安装孔。

上述的感测装置，各该定位面为平面或曲面。

上述的感测装置，该环形基座具有多个定位面，各该安装孔从对应的该定位面贯穿该环形基座。

上述的感测装置，该定位部的该定位面与该环形基座的该定位面为平面或曲面。

上述的感测装置，该环形基座的各该定位面相距该环形基座的几何中心的距离实质上相等。

上述的感测装置，各该周向环槽形成于对应的该柱状部的一端，各该轴向槽从该周向环槽延伸至该定位部，并露出于该环形基座外，该些线圈穿出露出的该些轴向槽。

上述的感测装置，还包括：一环形电路板，设于该环形基座上。

上述的感测装置，该环形电路板具有多个出线孔，各该线圈穿过对应的该出线孔而电性连接于该环形电路板。

上述的感测装置，该环形电路板包括二第一走线及二第二走线，其中各该二第一走线的一端邻近该些出线孔的一者，各该二第二走线的一端邻近该些出线孔的另一者，且各该二第一走线的另一端及各该二第二走线的另一端邻近配置。

上述的感测装置，该环形基座包括一径向面及一突出部，该突出部突出于该径向面，该环形电路板卡设于该突出部上。

上述的感测装置，该环形基座具有一外周面及多个外凹槽，各该外凹槽从该外周面往该内周面延伸但不贯穿该环形基座，各该感测元件设于对应的该外凹槽内。

上述的感测装置，各该感测元件配合于对应的该凹槽。

上述的感测装置，该环形基座具有一外周面及多个内凹槽，各该多个内凹槽从该内周面往该外周面延伸但不贯穿该环形基座，各该感测元件的一端位于对应的该内凹槽内。

上述的感测装置，该些感测部的二者为对称配置，而该些感测部的另二者为对称配置。

上述的感测装置，各该感测部包括一柱状突出部，各该柱状突出部为朝向环型基座的几何中心且突出于该环型基座的内周面。

上述的感测装置，各该周向环槽形成于对应的各该柱状突出部的一端，各该轴向槽从该周向环槽延伸至该环型基座的内周面，并露出于该环形基座的一侧。

上述的感测装置，还包括多个电连接插件，配置于该环形基座的径向面且邻近各该轴向槽，其中各该线圈经由各该轴向槽出线并环绕于各该电连接插件上。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为依照本发明一实施例的感测装置的组装图；

图2为依照图1的感测装置的分解图；

图3为依照图1的环形基座与感测元件的组立图；

图4为依图3的方向V1观看环形电路板的侧视图；

图5为依照本发明另一实施例的感测装置的分解图；

图6为依照图5的感测装置的组装图与局部放大图；

图7为依照本发明的又一实施例的示意图。

附图标记：

100、200：感测装置 110、210：环形基座

110s1、210s1：径向面 110s2、210s2：外周面

110s3、210s3：内周面 110s4、122s：定位面

111'、111''：安装孔 112：突出部

113：外凹槽 114：环形本体

115：内凹槽 120’、120’’：感测元件

220’、220”:感测部 121：柱状部

122：定位部 123、223：线圈

120r1、220r1：周向环槽 120r2、220r2：轴向槽

130、230：环形电路板 131’、131’’、231’、231”：出线孔

132、232：第一走线 1321、1331、1341、1351：一端

1322、1332、1342、1352：另一端 2321、2331、2341、2351：一端

2322、2332、2342、2352：另一端 133、233：第二走线

134、234：第三走线 135、235：第四走线

136、236：螺孔 140：转轴

150：电性连接件 280’、280” : 电连接插件

C1、C2、C3、C4：几何中心 D1、D3：距离

具体实施方式

第一实施例

请参照图1，其为依照本发明一实施例的感测装置的组装图。在本例中，感测部为感测元件。感测装置100包括环形基座110、两个对称配置的感测元件120’、另二个对称配置的感测元件120’’及环形电路板130。一转轴140穿过环形基座110，当转轴140转动，感测元件120’及120’’可分别测量转轴140的二径向位移。

请参照图2，其为依照图1的感测装置的分解图。环形基座110具有四个安装孔111’及111’’，各安装孔111’及111’’径向地贯穿环形基座110。安装孔111’及111’’的总数量与感测元件120’及120’’的总数量相同。感测元件120’插置于安装孔111’内，而感测元件120’’插置于安装孔111’’内，其中二安装孔111’对称地形成于环形基座110，使插置于其内的感测元件120’对称配置，而另二安装孔111’’对称地形成于环形基座110，使插置于其内的感测元件120’’对称配置。本例中，二感测元件120’可测量转轴140的其中一个径向维度的位移，而另二感测元件120’’可测量转轴140的另一径向维度的位移。

虽然本例的感测元件的数量以二对为例说明；然另一例中，感测装置100的感测元件的数量可以是单一对，可用以测量转轴140的单个径向维度的位移。在另一例中，当感测元件的数量可以是二对以上，可测量转轴140的二个以上径向维度的位移。

相邻二感测元件120’与120’’相对几何中心C1的夹角实质上90度，使对称配置的二感测元件120’的连线与另二对称配置的感测元件120’’的连线实质上正交，如此可测量转轴140（图1）的二正交径向的位移。

对称配置的二感测元件120’构成一对差动式感测元件，而对称配置的另二感测元件120’’构成另一对差动式感测元件，如此可消除温度飘移对感测元件的影响。

环形基座110包括径向面110s1、突出部112及环形本体114。突出部112设于环形本体114上且突出于径向面110s1，使环形电路板130可卡设于突出部112的外缘侧面。

环形基座110更具有相对的外周面110s2与内周面110s3及四个外凹槽113，各外凹槽113从外周面110s2往内周面110s3延伸但不贯穿环形基座110，感测元件120’及120’’各设于对应的外凹槽113内。感测元件120’及120’’可采用例如是紧配方式配合于外凹槽113与安装孔（111’及111’’）中至少一者。例如，感测元件120’及120’’可全部配合于外凹槽113或全部配合于安装孔111’及111’’；或者，感测元件120’与120’’的一些可配合于外凹槽113，而另一些可配合于安装孔111’及/或111’’。然而，只要二感测元件120’的位置对称且另二感测元件120’’的位置对称即可，本发明实施例不限于感测元件的配置方式。

如图2所示，感测元件120’及120’’各包括柱状部121及定位部122，其中柱状部121插置于对应的安装孔（111’及111’’）内。定位部122连接于柱状部121且具有定位面122s，且环形基座110具有定位面110s4，安装孔111’及111’’从环形基座110的定位面110s4贯穿环形基座110。定位部122以定位面122s定位于环形基座110的定位面110s4上。本例中，定位部122的定位面122s与环形基座110的定位面110s4为相配合的平面；然另一例中，定位面122s及定位面110s4亦可为相配合的曲面。

通过设计环形基座110的定位面110s4相距环形基座110的几何中心C1的距离D1，可决定感测元件120’及120’’的装设位置。本例中，环形基座110的各定位面110s4相距环形基座110的几何中心C1的距离D1实质上相等，如此可提升感测元件120’及120’’的测量精度。

感测元件120’及120’’各具有周向环槽120r1、轴向槽120r2。线圈123环绕地设于周向环槽120r1内并沿轴向槽120r2延伸，而穿出轴向槽120r2。周向环槽120r1形成于柱状部121的一端，轴向槽120r2从周向环槽120r1延伸至定位部122，使当感测元件120’装设于安装孔111’且感测元件120’’装设于安装孔111’’内后，轴向槽120r2可露出于环形基座110外，如图3所示。

请参照图3，其为依照图1的环形基座与感测元件的组立图。当感测元件120’装设于安装孔111’且感测元件120’’装设于安装孔111’’内后，轴向槽120r2露出于环形基座110外。线圈123可在穿出露出的轴向槽120r2后电性连接于环形电路板130。

环形基座110更具有四内凹槽115，各内凹槽115从内周面110s3往外周面110s4延伸但不贯穿环形基座110。感测元件120’装设于安装孔111’内且感测元件120’’装设于安装孔111’’后，各感测元件120’及120’’的一端位于对应的内凹槽115内。内凹槽115提供一隔离空间，此隔离空间避免各感测元件120’及120’’的周向环槽120r1内的线圈123与环形基座110过于接近而影响线圈123所产生的磁场分布。

在本例中，环形电路板130具有二个出线孔131’及另二出线孔131’’，其中二出线孔131’的位置相对于环形电路板130的几何中心C2为对称分布，而另二出线孔131’’的位置相对于环形电路板130的几何中心C2为对称分布。当环形电路板130装设于环形基座110上后，二出线孔131’的位置对应二感测元件120’的位置而另二出线孔131’’的位置对应二感测元件120’’的位置，可使环绕于感测元件120’及120’’的线圈123就近从对应的出线孔131’及131’’出线而连接在环形电路板130上。各线圈123穿出对应的轴向槽120r2后，穿过对应的出线孔131’或131’’而电性连接于环形电路板130。此外，环形电路板130具有四个螺孔136，可供螺丝分别穿过四个螺孔136，而将环形电路板130锁合于环形基座110上。

请同时参照图3与图4，图4为依图3的方向V1观看环形电路板的侧视图。环形电路板130包括二第一走线132及二第二走线133，其中各第一走线132的一端1321邻近该些出线孔131’的一者，各第二走线133的一端1331邻近该些出线孔131’的另一者，且各第一走线132的另一端1322及各第二走线133的另一端1332邻近配置。相似地，环形电路板130更包括二第三走线134及二第四走线135，其中各第三走线134的一端1341邻近该些出线孔131’’的一者，各第四走线135的一端1351邻近该些出线孔131’’的另一者，且各第三走线134的另一端1342及各第四走线135的另一端1352邻近配置。本例中，第一走线132的另一端1322、第二走线133的另一端1332、第三走线134的另一端1342与第四走线135的另一端1352为邻近配置（如同集中配置），如此可方便同一个电性连接件150一次连接所有走线的端点。相对于此些走线分散配置而言，在本发明实施例集中配置的设计下，电性连接件150以较小面积连接到所有走线的端点。此处的电性连接件例如是软性电路板或其它合适电连接件。

虽然上述感测元件（120’及120’’）的数量、外凹槽113的数量、内凹槽115的数量及安装孔（111’及111’’）的数量各以四个为例说明，然另一实施例中感测元件（120’及120’’）的数量、外凹槽113的数量、内凹槽115的数量及安装孔（111’及111’’）的数量亦可各小于或大于四个，且不限于双数。

第二实施例

请参照图5，其为依照本发明另一实施例的感测装置的分解图。感测装置200包括环形基座210、二对称配置的感测部220’、另二个对称配置的感测部220’’、环形电路板230及线圈223。同本发明的第一实施例所述，一转轴(未绘示)穿过环形基座210，当转轴转动，感测部220’及220’’可分别测量转轴240的二径向位移。

各该感测部包括一柱状突出部221，各该柱状突出部221朝向环型基座210的几何中心C3且突出于该环型基座210的内周面210s3。各周向环槽220r1形成于对应的各柱状突出部221的一端，各轴向槽220r2从周向环槽220r1延伸至环型基座210的内周面210s3，并露出于环形基座210一侧，例如露出于环形基座210相对靠近电路板230的一侧的径向面210s1。

本例中，各周向环槽220r1相距环形基座210的几何中心C3的距离D3（参见图7）实质上相等，如此可提升感测部220’及220’’的测量精度。

请同时参照图5与图6，在本例中，感测装置200包括多个电连接插件280’与280”，配置于环形基座210的径向面210s1且邻近各轴向槽220r2。各线圈223经由各轴向槽220r2出线并环绕于各电连接插件280’与280”上。

在本例中，感测装置200包括一环形电路板230，环形电路板230具有二个出线孔231’及另二出线孔231”，其中，两出线孔231’的位置相对于环形电路板230的几何中心C4为对称分布，而另二出线孔231”的位置相对于环形电路板230的几何中心C4为对称分布。当环形电路板230装设于环形基座210上后，二出线孔231’的位置对应二电连接插件280’的位置而另二出线孔231’’的位置对应二电连接插件280”的位置，可使环绕有线圈223的各电连接插件280’与280”从对应的出线孔231’及231’’穿过而连接在环形电路板230上，如图6所示。

请参照图5，环形电路板230包括二第一走线232及二第二走线233，其中各第一走线232的一端2321设有该些出线孔231’的一者，各第二走线233的一端2331邻近该些出线孔231’的另一者，且各第一走线232的另一端2322及各第二走线233的另一端2332邻近配置。相似地，环形电路板230更包括二第三走线234及二第四走线235，其中各第三走线234的一端2341设有该些出线孔231’’的一者，各第四走线235的一端2351设有该些出线孔231’’的另一者，且各第三走线234的另一端2342及各第四走线235的另一端2352邻近配置。本例中，第一走线232的另一端2322、第二走线233的另一端2332、第三走线234的另一端2342与第四走线235的另一端2352邻近配置（如同集中配置），如此可方便同一个电性连接件（参见图4）一次连接所有走线的端点。相对于此些走线分散配置而言，在本发明实施例集中配置的设计下，电性连接件以较小面积连接到所有走线的端点。此处的电性连接件例如是软性电路板或其它合适电连接件。

此外，环形基座210以及环形电路板230具有相对应的多个螺孔216与236，可供螺丝分别穿过多个螺孔216与236，而将环形电路板230锁合于环形基座210上。

虽然上述感测部（220’及220’’）的数量以四个为例说明，然另一实施例中感测部（220’及220’’）的数量亦可小于或大于四个，且不限于双数。

请参见图7，在本例中，环形基座与感测部为一体化设计并制造，例如利用射出成型一次作成，可简化工艺、有利于量产。又例如，环形基座上具有金属导电性的电连接插件，可利用自动绕线技术与设备、取代人工绕线，可提高工艺精度与效率。又，感测部例如是磁感式感测探头(probe)，其具有高精度、高频宽、不受表面洁净度影响的特性。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (20)

1.一种感测装置，其特征在于，包括：

一环形基座；

多个感测部，突出于该环形基座的内周面上；以及

多个线圈，环绕地设于各该感测部；

其中，各该感测部包括：

一周向环槽；以及

一轴向槽，连通于该周向环槽；

其中，各该线圈经由各该轴向槽出线。

2.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于，各该感测部为一感测元件，且各该感测元件独立地组装在该环形基座上。

3.如权利要求2所述的感测装置，其特征在于，该环形基座具有多个对称的安装孔，各该感测元件包括：

一柱状部，插置于对应的该安装孔内；以及

一定位部，连接于该柱状部，且具有一定位面，该定位部以该定位面定位于该环形基座上。

4.如权利要求3所述的感测装置，其特征在于，各该感测元件配合于对应的该安装孔。

5.如权利要求3所述的感测装置，其特征在于，各该定位面为平面或曲面。

6.如权利要求3所述的感测装置，其特征在于，该环形基座具有多个定位面，各该安装孔从对应的该定位面贯穿该环形基座。

7.如权利要求6所述的感测装置，其特征在于，该定位部的该定位面与该环形基座的该定位面为平面或曲面。

8.如权利要求6所述的感测装置，其特征在于，该环形基座的各该定位面相距该环形基座的几何中心的距离实质上相等。

9.如权利要求3所述的感测装置，其特征在于，各该周向环槽形成于对应的该柱状部的一端，各该轴向槽从该周向环槽延伸至该定位部，并露出于该环形基座外，该些线圈穿出露出的该些轴向槽。

10.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于，还包括：

一环形电路板，设于该环形基座上。

11.如权利要求10所述的感测装置，其特征在于，该环形电路板具有多个出线孔，各该线圈穿过对应的该出线孔而电性连接于该环形电路板。

12.如权利要求11所述的感测装置，其特征在于，该环形电路板包括二第一走线及二第二走线，其中各该二第一走线的一端邻近该些出线孔的一者，各该二第二走线的一端邻近该些出线孔的另一者，且各该二第一走线的另一端及各该二第二走线的另一端邻近配置。

13.如权利要求10所述的感测装置，其特征在于，该环形基座包括一径向面及一突出部，该突出部突出于该径向面，该环形电路板卡设于该突出部上。

14.如权利要求2所述的感测装置，其特征在于，该环形基座具有一外周面及多个外凹槽，各该外凹槽从该外周面往该内周面延伸但不贯穿该环形基座，各该感测元件设于对应的该外凹槽内。

15.如权利要求14所述的感测装置，其特征在于，各该感测元件配合于对应的该凹槽。

16.如权利要求2所述的感测装置，其特征在于，该环形基座具有一外周面及多个内凹槽，各该多个内凹槽从该内周面往该外周面延伸但不贯穿该环形基座，各该感测元件的一端位于对应的该内凹槽内。

17.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于，该些感测部为四个，其中二者为对称配置，另二者为对称配置。

18.如权利要求1所述的感测装置，其特征在于，各该感测部包括一柱状突出部，各该柱状突出部朝向环型基座的几何中心且突出于该环型基座的内周面。

19.如权利要求18所述的感测装置，其特征在于，各该周向环槽形成于对应的各该柱状突出部的一端，各该轴向槽从该周向环槽延伸至该环型基座的内周面，并露出于该环形基座的一侧。

20.如权利要求18所述的感测装置，其特征在于，还包括多个电连接插件，配置于该环形基座的径向面且邻近各该轴向槽，其中各该线圈经由各该轴向槽出线并环绕于各该电连接插件上。