CN104748661A - 差动变压器式位移传感器 - Google Patents

Abstract

本发明属于传感器的技术领域。为了解决差动变压器式位移传感器线性度差精度低的问题，本发明提出一种差动变压器式位移传感器，该传感器包括初级线圈、次级线圈和骨架，该骨架为圆筒状结构，所述初级线圈和次级线圈绕设于所述骨架上，所述骨架上设置有导磁体，该导磁体关于所述骨架的中心轴线对称。本发明差动变压器式位移传感器的铁芯向靠近次级线圈的方向移动时，导磁体会使通过次级线圈的磁通大大增加，从而改善了差动变压器式位移传感器内的磁场分布，使差动变压器式位移传感器内磁场分布更均匀，保证了多个次级线圈磁通增量之和近似线性变化，从而提高了差动变压器式位移传感器的线性度和输出精度，增大了其线性行程。

Description

差动变压器式位移传感器

技术领域

本发明属于传感器的技术领域，具体涉及一种差动变压器式位移传感器。

背景技术

差动变压器式位移传感器是以电磁感应原理工作的位移传感器，图1为差动变压器式位移传感器的工作原理示意图，如图1所示，差动变压器式位移传感器包括初级线圈100、第一次级线圈101、第二次级线圈102和铁芯103。在差动变压器式位移传感器工作过程中，当铁芯103移向第一次级线圈101的一边时，初级线圈100与第一次级线圈101之间的互感增加，第一次级线圈101产生的互感电动势V1升高，同时，初级线圈100与第二次级线圈102之间的互感减小，第二次级线圈102产生的互感电动势V2降低。铁芯103向第一次级线圈101的一边移动的越多，V1与V2之间的差值越大，且V1与V2之间的差值为正值。同理，当铁芯103移向第二次级线圈102的一边时，V1与V2之间的差值为负值，且铁芯103向第二次级线圈102的一边移动的越多，V1与V2之间的差值越大。因此，根据V1与V2之间的差值的大小和方向可以判断铁芯103移动的距离和方向。在实际应用中，差动变压器式位移传感器中的磁场分布通常不均匀，导致差动变压器式位移传感器的线性度较差，精度较低，限制了差动变压器式位移传感器在精度要求较高的领域比如航空航天领域的应用。

发明内容

为了解决差动变压器式位移传感器线性度差精度低的问题，本发明提出一种差动变压器式位移传感器，以提高差动变压器式位移传感器的线性度和精度。

本发明差动变压器式位移传感器包括初级线圈、次级线圈和骨架，该骨架为圆筒状结构，所述初级线圈和次级线圈绕设于所述骨架上，所述骨架上设置有导磁体，该导磁体关于所述骨架的中心轴线对称。

所述导磁体为导磁环。

所述骨架上设有环形槽，该环形槽与所述骨架同轴，所述导磁环安装于所述环形槽中。

所述环形槽的数目为两个。

所述两个环形槽关于所述初级线圈对称。

所述导磁体为导磁销。

所述骨架上设置有至少两个安装孔，该至少两个安装孔关于所述骨架的中心轴线对称，所述导磁销安装于所述安装孔中。

所述安装孔为两组，该两组安装孔关于所述初级线圈对称。

所述安装孔为矩形孔或圆形孔。

所述骨架内安装有耐压管，且该耐压管的外壁与所述骨架的内壁紧密贴合。

本发明差动变压器式位移传感器具有如下的有益效果：

本发明差动变压器式位移传感器的骨架上对称设置有导磁体，在差动变压器式位移传感器使用过程中，差动变压器式位移传感器内各个部分的磁通量更加均匀，从而使其磁场分布更均匀，改善了差动变压器式位移传感器内的磁场分布，提高了差动变压器式位移传感器的线性度和输出精度，增大了其线性行程。当导磁体位于次级线圈附近时，差动变压器式位移传感器的铁芯向次级线圈移动的过程中，次级线圈的磁通量大大增加，差动变压器式位移传感器内磁场分布更均匀，使得多个次级线圈磁通增量之和近似线性变化，提高了差动变压器式位移传感器的线性度和输出精度，增大了其线性行程。

附图说明

图1为差动变压器式位移传感器的工作原理示意图；

图2为本发明差动变压器式位移传感器的实施例一的剖视示意图；

图3为图2所示的差动变压器式位移传感器的骨架的剖视示意图；

图4为本发明差动变压器式位移传感器的实施例二的剖视示意图；

图5为图4所示的差动变压器式位移传感器的骨架的剖视示意图；

图6为本发明差动变压器式位移传感器的实施例三的剖视示意图；

图7为图6所示的差动变压器式位移传感器的骨架的剖视示意图；

图8为本发明差动变压器式位移传感器的实施例四的剖视示意图；

图9为图8所示的差动变压器式位移传感器的骨架的剖视示意图；

图10为本发明差动变压器式位移传感器的实施例五的剖视示意图；

图11为图10所示的差动变压器式位移传感器的骨架的剖视示意图；

图12为本发明差动变压器式位移传感器的实施例六的剖视示意图；

图13为图12所示的差动变压器式位移传感器的骨架的剖视示意图；

图14为本发明差动变压器式位移传感器的实施例七的剖视示意图；

图15为图14所示的差动变压器式位移传感器的骨架的剖视示意图；

图16为沿图15A-A方向的剖面示意图；

图17为沿图15B-B方向的剖面示意图；

图18为本发明差动变压器式位移传感器的实施例八的剖视示意图；

图19为图18所示的差动变压器式位移传感器的骨架的剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例介绍本发明的技术方案。

本发明差动变压器式位移传感器包括初级线圈、次级线圈和骨架，该骨架为圆筒状结构，初级线圈和次级线圈绕设于骨架上，骨架上设置有导磁体，该导磁体关于骨架的中心轴线对称。其中，导磁体可以是导磁环或导磁销。

实施例一

如图2和图3所示，本实施例的差动变压器式位移传感器包括骨架16、环形端盖10、外壳11、铁芯14、两个次级线圈12、初级线圈13、耐压管15和导磁环17。骨架16为圆筒状结构，骨架16的外壁设有初级线圈凹槽和两个次级线圈凹槽，且两个次级线圈凹槽对称设置在初级线圈凹槽的两侧，初级线圈13绕设于初级线圈凹槽中，次级线圈12绕设于次级线圈凹槽中。骨架16上套设有外壳11，且骨架16的两端均设置有环形端盖10。铁芯14位于骨架16的内腔中。骨架16上设置有环形槽18，该环形槽18与骨架16同轴并位于次级线圈凹槽的底部，导磁环17安装于环形槽18中。其中，环形槽18的数目为两个，该两个环形槽18关于初级线圈13对称。骨架16内安装有耐压管15，该耐压管15的外壁与骨架16的内壁紧密贴合，当差动变压器式位移传感器工作于液压环境时，耐压管15用于防止高压油的压力对骨架16造成损坏，进而对次级线圈12和初级线圈13造成损坏。

实施例二

如图4和图5所示，本实施例的差动变压器式位移传感器包括环形端盖20、外壳21、铁芯24、两个次级线圈22、三个初级线圈23、骨架25和导磁环26。骨架25为圆筒状结构，次级线圈22和初级线圈23均绕设于骨架25上，且次级线圈22位于两个相邻的初级线圈23之间。外壳21套设在骨架25上，并罩住初级线圈23和次级线圈22，且骨架16的两端均设置有环形端盖20。铁芯24位于骨架25的内腔中。骨架25的外壁上设置有环形槽27，该环形槽27与骨架25同轴，导磁环26安装于环形槽27中。其中，环形槽27的数目为两个，该两个环形槽关于位于中间位置的初级线圈23对称。

实施例三

如图6和图7所示，本实施例的差动变压器式位移传感器包括环形端盖30、铁芯34、初级线圈32、两个次级线圈33、外壳31、骨架35和导磁环36。骨架35为圆筒状结构，初级线圈32绕设于骨架35上，次级线圈33绕设于初级线圈32的外周，外壳31套设在骨架35上，并罩住初级线圈32和次级线圈33，且骨架35的两端均设置有环形端盖30。铁芯34位于骨架35的内腔中。骨架35的外壁设置有环形槽37，该环形槽37与骨架35同轴，导磁环36安装于环形槽37中。如图中所示，环形槽37的数目为两个。

实施例四

如图8和图9所示，本实施例的差动变压器式位移传感器包括骨架40、铁芯44、两个初级线圈42、两个次级线圈43、外壳41和导磁环45。骨架40为圆筒状结构，骨架40的外壁设置有凹槽，两个初级线圈42和两个次级线圈43均绕设于凹槽中，且次级线圈43位于初级线圈42的外周，骨架40上套设有外壳41。铁芯44位于骨架40的内腔中。骨架40上设置有环形槽46，该环形槽46与骨架40同轴并位于绕设初级线圈42和次级线圈43的凹槽的底部，导磁环45安装于环形槽46中。如图中所示，环形槽46的数目为两个。

实施例五

如图10和图11所示，本实施例的差动变压器式位移传感器包括骨架50、铁芯54、初级线圈52、两个次级线圈53、外壳51和导磁环55。骨架50为圆筒状结构，骨架50的外壁设置有凹槽，初级线圈52和两个次级线圈53均绕设于凹槽中，且两个次级线圈53位于初级线圈52的外周，骨架50上套设有外壳51。铁芯54位于骨架50的内腔中。骨架50上设置有环形槽56，该环形槽56与骨架50同轴并位于绕设初级线圈52和次级线圈53的凹槽的底部，导磁环55安装于环形槽56中。如图中所示，环形槽56的数目为两个。

实施例六

如图12和图13所示，本实施例的差动变压器式位移传感器包括环形端盖60、铁芯64、三个次级线圈62、两个初级线圈63、外壳61、导磁环65和骨架66。骨架66为圆筒状结构，两个初级线圈63绕设于骨架66上，两个次级线圈62绕设于骨架66上，一个次级线圈62绕设于两个初级线圈63的外周，外壳61套设于骨架66上，并罩住次级线圈62和初级线圈63，骨架66的两端均设置有环形端盖60。铁芯64位于骨架66的内腔中。骨架66的外壁设置有环形槽67，该环形槽67与骨架66同轴，且位于次级线圈62和初级线圈63的底部，导磁环65安装于环形槽67中。如图中所示，环形槽67的数目为两个。

实施例七

如图14-17所示，本实施例的差动变压器式位移传感器包括环形端盖70、外壳71、铁芯74、两个次级线圈72、初级线圈73、导磁销75、骨架76和耐压管78。骨架76为圆筒状结构，骨架76的外壁设置有初级线圈凹槽和两个次级线圈凹槽，且两个次级线圈凹槽对称设置在初级线圈凹槽的两侧，初级线圈73绕设于初级线圈凹槽中，次级线圈72绕设于次级线圈凹槽中，骨架76上套设有外壳71，骨架76的两端均设置有环形端盖70。铁芯74位于骨架76的内腔中。在本实施例中，骨架76上设置有两个安装孔组77a和77b，安装孔组77a包括四个安装孔，该四个安装孔关于骨架76的中心轴线对称且均位于次级线圈凹槽的底部，该四个安装孔中均安装有导磁销75；安装孔组77b包括四个安装孔，该四个安装孔关于骨架76的中心轴线对称且均位于次级线圈凹槽的底部，该四个安装孔中均安装有导磁销75。两个安装孔组77a和77b关于初级线圈73对称。其中，安装孔的数目可以根据实际需要设置，安装孔可以为矩形孔或圆形孔，安装孔的中心轴线可以与骨架76的中心轴线垂直，安装孔的中心轴线与骨架76的中心轴线的夹角也可以为锐角或钝角。骨架76内安装有耐压管78，该耐压管78的外壁与骨架76的内壁紧密贴合，当差动变压器式位移传感器工作于液压环境时，耐压管78用于防止高压油的压力对骨架76造成损坏，进而对次级线圈72和初级线圈73造成损坏。

实施例八

如图18和图19所示，本实施例的差动变压器式位移传感器包括骨架85、环形端盖80、外壳81、铁芯86、两个次级线圈83、初级线圈82、耐压管87和导磁环84。骨架85为圆筒状结构，骨架85的外壁设有初级线圈凹槽和两个次级线圈凹槽，且两个次级线圈凹槽对称设置在初级线圈凹槽的两侧，初级线圈82绕设于初级线圈凹槽中，次级线圈83绕设于次级线圈凹槽中。骨架85上套设有外壳81，且骨架85的两端均设置有环形端盖80。铁芯86位于骨架85的内腔中。导磁环84内嵌于骨架85中，使得导磁环84关于骨架85的中心轴线对称。其中，导磁环84的数目为两个，该两个导磁环84关于初级线圈82对称。骨架85内安装有耐压管87，该耐压管87的外壁与骨架85的内壁紧密贴合，当差动变压器式位移传感器工作于液压环境时，耐压管87用于防止高压油的压力对骨架85造成损坏，进而对次级线圈83和初级线圈82造成损坏。

Claims (10)

1.一种差动变压器式位移传感器,其特征在于，包括初级线圈、次级线圈和骨架，该骨架为圆筒状结构，所述初级线圈和次级线圈绕设于所述骨架上，所述骨架上设置有导磁体，该导磁体关于所述骨架的中心轴线对称。

2.根据权利要求1所述的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述导磁体为导磁环。

3.根据权利要求2所述的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述骨架上设有环形槽，该环形槽与所述骨架同轴，所述导磁环安装于所述环形槽中。

4.根据权利要求3所述的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述环形槽的数目为两个。

5.根据权利要求4所述的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述两个环形槽关于所述初级线圈对称。

6.根据权利要求1所述的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述导磁体为导磁销。

7.根据权利要求6所述的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述骨架上设置有至少两个安装孔，该至少两个安装孔关于所述骨架的中心轴线对称，所述导磁销安装于所述安装孔中。

8.根据权利要求7所述的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述安装孔为两组，该两组安装孔关于所述初级线圈对称。

9.根据权利要求8所述的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述安装孔为矩形孔或圆形孔。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的差动变压器式位移传感器，其特征在于，所述骨架内安装有耐压管，且该耐压管的外壁与所述骨架的内壁紧密贴合。