CN110783087A - 一种差动线圈传感器的制备方法 - Google Patents

一种差动线圈传感器的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种差动线圈传感器的制备方法，属于传感器技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、加工线圈固定骨架；b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层；d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器。本发明制备工艺简单，输出的模拟量信号呈线性，能准确检测出机械位置±1mm精度测量的移动量，极大的提高了检测精度。

Description

一种差动线圈传感器的制备方法
技术领域
本发明涉及到传感器技术领域，尤其涉及一种差动线圈传感器的制备方法。
背景技术
差动传感器是一种广泛用于电子技术和非电量检测中的变压器装置，将被测位移量转换成线圈互感量的变化。由于常采用两个次级线圈组成差动式，故又称为差动变压器式传感器。
差动传感器的工作原理是由变换交流电压、电流、阻抗这三个器件组成的变压器，当交流电流通过初级线圈时，就会有交流磁通量在铁芯中产生，从而感应出电压和电流。若是在初级线圈中给以适当频率的电压刺激时，在两个次级线圈中就会产生感应电势。当使铁芯向右或向左移动时，在两个次级线圈内的电势则会一个增加和一个减少。
现有市面上的差动传感器无法满足专用机械结构的位置测量，且输出的模拟量信号呈非线性、不能准确检测出机械位置±1mm精度测量的移动量。
公开号为CN 104465044A，公开日为2015年03月25日的中国专利文献公开了线性可变差动传感器，包括初级绕组、第一次级绕组、第二次级绕组、铁芯和骨架，所述初级绕组绕设于所述骨架上，所述第一次级绕组、所述第二次级绕组分别绕设于所述初级绕组的外周，其特征在于：所述第一次级绕组包括依次绕制的第一平绕层、第一间绕层和第四间绕层，所述第二次级绕组包括依次绕制的第二平绕层，第二间绕层和第三间绕层，所述第一平绕层、所述第二平绕层绕设于所述初级绕组上并相对于所述初级绕组的中心对称，第一间绕层绕设于所述第一平绕层上，第二间绕层绕设于所述第二平绕层上，所述第一间绕层与所述第二间绕层相对于所述初级绕组的中心对称，第三间绕层绕设于所述第一间绕层上，所述第四间绕层绕设于所述第二间绕层上，所述第三间绕层与所述第四间绕层相对于所述初级绕组的中心对称，所述初级绕组的外周包覆有第一绝缘层，所述第一平绕层与所述第一间绕层之间设有第二绝缘层，所述第一间绕层与所述第三间绕层之间设有第三绝缘层，所述第二平绕层与所述第二间绕层之间设有第四绝缘层，所述第二间绕层与所述第四间绕层之间设有第五绝缘层。
该专利文献公开的线性可变差动传感器，虽然能够提高线性可变差动变压器的温度稳定性，但是仍然不能准确检测出机械位置±1mm精度测量的移动量，检测精度低。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种差动线圈传感器的制备方法，本发明制备工艺简单，输出的模拟量信号呈线性，能准确检测出机械位置±1mm精度测量的移动量，极大的提高了检测精度。
本发明通过下述技术方案实现：
一种差动线圈传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；
b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；
c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；
d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器。
所述步骤b中，初级绕组的匝数为9800，初级绕组的阻抗为0.44欧/米，第一次级绕组的匝数为9850，第一次级绕组的阻抗为0.44欧/米，第二次级绕组的匝数为9900，第二次级绕组的阻抗为0.44欧/米。
所述步骤c中，外屏蔽层采用非导磁奥氏体不锈钢皮，外屏蔽层的厚度为0.1-0.3毫米。
所述步骤d中，模拟试验数据是指安装传感器至机械测量部件中，连接传感器和变送器电路，将变送器线性模拟量输出信号接到PLC模拟量采集模块中。
所述变送器线性模拟量输出信号具体是指线圈的差动信号测量采用低压高频方式，引线采用双绞屏蔽电缆，由变速器的输出端子给传感器初级绕组供电，发讯体由右向左伸入线圈后，第一次级绕组和第二次级绕组之间的差动电压立即发生变化，经变速器内部信号采集、滤波、放大和计算处理后的信号。
所述步骤d中，变量设置是指将接收的信号采集数值、采集对应的电流值和计算后的长度值建立相应类型变量，并将信号采集数值配置到PLC模拟量采集模块中。
所述步骤d中，调试修正变速器参数是指根据变速器校准方法对线圈执行16个点，每点间距10毫米，应用工况量程校准功能，待提示满量程校准完成后，进入测量模式。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
1、本发明，“a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器”，作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，整个制备工艺简单，制备得到的差动线圈传感器，输出的模拟量信号呈线性，能够准确检测出机械位置±1mm精度测量的移动量，极大的提高了检测精度。
2、本发明，步骤b中，初级绕组的匝数为9800，初级绕组的阻抗为0.44欧/米，第一次级绕组的匝数为9850，第一次级绕组的阻抗为0.44欧/米，第二次级绕组的匝数为9900，第二次级绕组的阻抗为0.44欧/米，采用这种特定的匝数和阻抗，利于提高整个差动线圈传感器的电气性能和温度稳定性，保障测量精度。
3、本发明，步骤c中，外屏蔽层采用非导磁奥氏体不锈钢皮，外屏蔽层的厚度为0.1-0.3毫米，具有优异的屏蔽性能，利于提高测量精度。
4、本发明，步骤d中，调试修正变速器参数是指根据变速器校准方法对线圈执行16个点，每点间距10毫米，应用工况量程校准功能，待提示满量程校准完成后，进入测量模式，能够提高修正效率，且能保障修正效果。
5、本发明，制备得到的差动线圈传感器，传感器内无电子元件，提高了使用可靠度，延长了使用寿命。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
图1为本发明工艺流程框图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，一种差动线圈传感器的制备方法，包括以下步骤：
a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；
b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；
c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；
d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器。
本实施例为最基本的实施方式，“a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器”，作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，整个制备工艺简单，制备得到的差动线圈传感器，输出的模拟量信号呈线性，能够准确检测出机械位置±1mm精度测量的移动量，极大的提高了检测精度。
实施例2
参见图1，一种差动线圈传感器的制备方法，包括以下步骤：
a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；
b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；
c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；
d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器。
所述步骤b中，初级绕组的匝数为9800，初级绕组的阻抗为0.44欧/米，第一次级绕组的匝数为9850，第一次级绕组的阻抗为0.44欧/米，第二次级绕组的匝数为9900，第二次级绕组的阻抗为0.44欧/米。
本实施例为一较佳实施方式，步骤b中，初级绕组的匝数为9800，初级绕组的阻抗为0.44欧/米，第一次级绕组的匝数为9850，第一次级绕组的阻抗为0.44欧/米，第二次级绕组的匝数为9900，第二次级绕组的阻抗为0.44欧/米，采用这种特定的匝数和阻抗，利于提高整个差动线圈传感器的电气性能和温度稳定性，保障测量精度。
实施例3
参见图1，一种差动线圈传感器的制备方法，包括以下步骤：
a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；
b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；
c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；
d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器。
所述步骤b中，初级绕组的匝数为9800，初级绕组的阻抗为0.44欧/米，第一次级绕组的匝数为9850，第一次级绕组的阻抗为0.44欧/米，第二次级绕组的匝数为9900，第二次级绕组的阻抗为0.44欧/米。
所述步骤c中，外屏蔽层采用非导磁奥氏体不锈钢皮，外屏蔽层的厚度为0.1毫米。
本实施例为又一较佳实施方式。
实施例4
参见图1，一种差动线圈传感器的制备方法，包括以下步骤：
a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；
b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；
c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；
d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器。
所述步骤b中，初级绕组的匝数为9800，初级绕组的阻抗为0.44欧/米，第一次级绕组的匝数为9850，第一次级绕组的阻抗为0.44欧/米，第二次级绕组的匝数为9900，第二次级绕组的阻抗为0.44欧/米。
所述步骤c中，外屏蔽层采用非导磁奥氏体不锈钢皮，外屏蔽层的厚度为0.2毫米。
所述步骤d中，模拟试验数据是指安装传感器至机械测量部件中，连接传感器和变送器电路，将变送器线性模拟量输出信号接到PLC模拟量采集模块中。
本实施例为又一较佳实施方式。
实施例5
参见图1，一种差动线圈传感器的制备方法，包括以下步骤：
a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；
b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；
c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；
d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器。
所述步骤b中，初级绕组的匝数为9800，初级绕组的阻抗为0.44欧/米，第一次级绕组的匝数为9850，第一次级绕组的阻抗为0.44欧/米，第二次级绕组的匝数为9900，第二次级绕组的阻抗为0.44欧/米。
所述步骤c中，外屏蔽层采用非导磁奥氏体不锈钢皮，外屏蔽层的厚度为0.3毫米。
所述步骤d中，模拟试验数据是指安装传感器至机械测量部件中，连接传感器和变送器电路，将变送器线性模拟量输出信号接到PLC模拟量采集模块中。
所述变送器线性模拟量输出信号具体是指线圈的差动信号测量采用低压高频方式，引线采用双绞屏蔽电缆，由变速器的输出端子给传感器初级绕组供电，发讯体由右向左伸入线圈后，第一次级绕组和第二次级绕组之间的差动电压立即发生变化，经变速器内部信号采集、滤波、放大和计算处理后的信号。
本实施例为又一较佳实施方式。
实施例6
参见图1，一种差动线圈传感器的制备方法，包括以下步骤：
a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；
b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；
c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；
d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器。
所述步骤b中，初级绕组的匝数为9800，初级绕组的阻抗为0.44欧/米，第一次级绕组的匝数为9850，第一次级绕组的阻抗为0.44欧/米，第二次级绕组的匝数为9900，第二次级绕组的阻抗为0.44欧/米。
所述步骤c中，外屏蔽层采用非导磁奥氏体不锈钢皮，外屏蔽层的厚度为0.3毫米。
所述步骤d中，模拟试验数据是指安装传感器至机械测量部件中，连接传感器和变送器电路，将变送器线性模拟量输出信号接到PLC模拟量采集模块中。
所述变送器线性模拟量输出信号具体是指线圈的差动信号测量采用低压高频方式，引线采用双绞屏蔽电缆，由变速器的输出端子给传感器初级绕组供电，发讯体由右向左伸入线圈后，第一次级绕组和第二次级绕组之间的差动电压立即发生变化，经变速器内部信号采集、滤波、放大和计算处理后的信号。
所述步骤d中，变量设置是指将接收的信号采集数值、采集对应的电流值和计算后的长度值建立相应类型变量，并将信号采集数值配置到PLC模拟量采集模块中。
所述步骤d中，调试修正变速器参数是指根据变速器校准方法对线圈执行16个点，每点间距10毫米，应用工况量程校准功能，待提示满量程校准完成后，进入测量模式。
本实施例为最佳实施方式，“a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器”，作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，整个制备工艺简单，制备得到的差动线圈传感器，输出的模拟量信号呈线性，能够准确检测出机械位置±1mm精度测量的移动量，极大的提高了检测精度。
步骤d中，调试修正变速器参数是指根据变速器校准方法对线圈执行16个点，每点间距10毫米，应用工况量程校准功能，待提示满量程校准完成后，进入测量模式，能够提高修正效率，且能保障修正效果。
制备得到的差动线圈传感器，传感器内无电子元件，提高了使用可靠度，延长了使用寿命。

Claims (7)

1.一种差动线圈传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、根据信号发讯体结构确定线圈骨架材料，加工线圈固定骨架，并打磨光滑；
b、确定线圈的初级绕组的匝数、第一次级绕组的匝数、第二次级绕组的匝数、初级绕组的阻抗、第一次级绕组的阻抗和第二次级绕组的阻抗，在线圈固定骨架上绕制初级绕组、第一次级绕组和第二次级绕组；
c、绝缘处理，依次进行侵漆、滴漆和烘干，粘合封装外屏蔽层，然后进行绝缘试验；
d、依据线圈的运行工况模拟试验数据，进行变量设置，反复调试修正变速器参数，使测量精度达到±1mm即制备得到差动线圈传感器。
2.根据权利要求1所述的一种差动线圈传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，初级绕组的匝数为9800，初级绕组的阻抗为0.44欧/米，第一次级绕组的匝数为9850，第一次级绕组的阻抗为0.44欧/米，第二次级绕组的匝数为9900，第二次级绕组的阻抗为0.44欧/米。
3.根据权利要求1所述的一种差动线圈传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤c中，外屏蔽层采用非导磁奥氏体不锈钢皮，外屏蔽层的厚度为0.1-0.3毫米。
4.根据权利要求1所述的一种差动线圈传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，模拟试验数据是指安装传感器至机械测量部件中，连接传感器和变送器电路，将变送器线性模拟量输出信号接到PLC模拟量采集模块中。
5.根据权利要求4所述的一种差动线圈传感器的制备方法，其特征在于：所述变送器线性模拟量输出信号具体是指线圈的差动信号测量采用低压高频方式，引线采用双绞屏蔽电缆，由变速器的输出端子给传感器初级绕组供电，发讯体由右向左伸入线圈后，第一次级绕组和第二次级绕组之间的差动电压立即发生变化，经变速器内部信号采集、滤波、放大和计算处理后的信号。
6.根据权利要求4所述的一种差动线圈传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，变量设置是指将接收的信号采集数值、采集对应的电流值和计算后的长度值建立相应类型变量，并将信号采集数值配置到PLC模拟量采集模块中。
7.根据权利要求1所述的一种差动线圈传感器的制备方法，其特征在于：所述步骤d中，调试修正变速器参数是指根据变速器校准方法对线圈执行16个点，每点间距10毫米，应用工况量程校准功能，待提示满量程校准完成后，进入测量模式。
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