CN116294947B - 一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、系统及方法 - Google Patents
一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116294947B CN116294947B CN202211548209.2A CN202211548209A CN116294947B CN 116294947 B CN116294947 B CN 116294947B CN 202211548209 A CN202211548209 A CN 202211548209A CN 116294947 B CN116294947 B CN 116294947B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic induction
- magnetic field
- sensors
- displacement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 136
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 96
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 25
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 20
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 11
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、系统及方法。一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置，包括：两组磁感应传感器和两个导磁板，两组磁感应传感器通过两个导磁板并行连接，两个导磁板分别位于两组磁感应传感器的两端；各组磁感应传感器均包括两个永磁体、两个磁芯和设置于两个磁芯之间的磁场传感器，各永磁体的两端分别通过磁力吸附于对应的磁芯和导磁板，各永磁体、各磁芯和各导磁板两两垂直设置；永磁体用于在磁芯中产生固定方向的稳恒磁场；磁场传感器用于测量磁路中的磁感应强度，获取直流信号的电压值。通过本发明，避免布设在不同方向的位移传感器之间相互干扰，提高测量精度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及位移测量领域，尤其涉及一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、系统及方法。
背景技术
垂线坐标仪是一种测量工程结构物水平位移的测量仪器，大量应用于大坝安全监测领域。目前，常用的监测仪器垂线坐标仪根据测量原理区分有CCD式、电容式、步进式等，但是监测仪器都对环境有一定要求，而大坝廊道通常是高湿度高粉尘的环境。高湿度高粉尘的环境会造成测量不准确甚至仪器失效，产生险情误报或漏报。通过改进封装提高密封性等办法能在一定程度上缓解仪器部件腐蚀问题，但由于测量原理的限制，无法从根本上解决粉尘、水汽等对介质介电常数及投影位置的影响造成数据异常跳变的问题，影响了大坝安全监测数据的可靠性。
专利文献CN112161560B公开了一种基于永磁磁通测量的位移传感装置，其测量不受高湿度高粉尘的环境因素影响。但是利用垂线坐标仪进行测量时，垂线坐标仪需要同时测量垂线两个方向(例如法向和切向)的位移，因此通常需要针对不同方向单独布置测量传感器，则对于上述基于永磁磁通测量的位移传感装置及方法而言，仍然需要针对不同方向单独布置测量传感器，而不同方向的位移传感器会相互干扰，影响测量精度。
发明内容
为提高测量精度，避免布设在不同方向的位移传感器之间相互干扰，本发明提出了一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、系统及方法。
第一方面，本发明提供了一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置，包括：
两组磁感应传感器和两个导磁板，两组磁感应传感器通过两个导磁板并行连接，两个导磁板分别位于两组磁感应传感器的两端；
各组磁感应传感器均包括两个永磁体、两个磁芯和设置于两个磁芯之间的磁场传感器，各永磁体的两端分别通过磁力吸附于对应的磁芯和导磁板，各永磁体、各磁芯和各导磁板两两垂直设置；
永磁体用于在磁芯中产生固定方向的稳恒磁场；
磁场传感器用于测量磁路中的磁感应强度，获取直流信号的电压值。
考虑到现有技术中垂线坐标仪只能通过一个磁感应传感器获取到一组法向位移值与电压变化间的数据，无法通过一组数据同时计算两个相互正交方向上的位移值，本发明实施例中提供的装置并行设置有两组磁感应传感器，当待测物在两个相互正交方向上位移发生变化时，待测物与磁场传感器间的空气磁阻随之改变，两组磁感应传感器就会捕捉到由待测物位移引起的两个磁感应强度变化，在两组磁感应传感器并行设置时，待测物与两组磁场传感器在切向方向上的位移值不同，根据两个磁场传感器输出的两组电压变化值形成不同的组合，为计算法向位移值和切向位移值提供两组数据，因此不需要在两个方向上分别布置磁感应传感器，且两组磁感应传感器之间不存在相互干扰的问题，从而提高测量精度，同时该测量装置具有不受非铁磁性介质影响的优点，可以从根本上解决水汽、粉尘等介质对测量带来的影响。
结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，各组磁感应传感器中的两个永磁体的磁场方向相反。
结合第一方面的第一实施例，在第一方面的第二实施例中，通过导磁板连接的两个永磁体的磁场方向相同。
第二方面，本发明提供了一种基于磁感应的垂线双轴位移测量系统，该系统包括：
电压调节器、计算机和如第一方面或第一方面的任一实施例中的基于磁感应的垂线双轴位移测量装置；
电压调节器用于分别对基于磁感应的垂线双轴位移测量装置中的两个磁场传感器获取的电压值进行处理，消除背景磁场引起的直流电压，得到两个处理后的电压值；
计算机用于根据两个处理后的电压值分别与待测物的法向位移值、待测物的切向位移值的函数关系，确定待测物的法向位移值和待测物的切向位移值。
通过上述系统，采用基于磁感应的垂线双轴位移测量装置中的磁感应传感器作为垂线测量元件，待测物与测量装置构建磁路导致磁感应强度发生改变，即待测物出现前后磁场传感器输出的电压值会变化，根据两个磁场传感器输出的两组电压变化值形成不同的组合，进行法向位移值和切向位移值的计算，利用法向位移值、切向位移值分别与电压值的函数关系，可以同时获取待测物在两个相互正交方向上的位移值，即仅采用一组传感器即可同时对垂线进行双轴位移测量，因此不需要在两个方向上分别布置磁感应传感器，避免布设在不同方向的磁感应传感器之间相互干扰，从而提高测量精度，并且体积小、成本低。同时，该系统可以从根本上解决水汽、粉尘等非铁介质对测量带来的影响，提高大坝安全监测数据的可靠性。
结合第二方面，在第二方面的第一实施例中，该系统还包括：放大器、滤波器、采集器，基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、电压调节器、放大器、滤波器、采集器和计算机依次连接。
第三方面，本发明提供了一种基于磁感应的垂线双轴位移测量方法，用于第二方面或第二方面的第一实施例的基于磁感应的垂线双轴位移测量系统，该方法包括：
获取待测物出现前后两个磁场传感器的电压变化值；
根据两个磁场传感器的电压变化值分别与待测物的法向位移值、待测物的切向位移值的函数关系，确定待测物的法向位移值和待测物的切向位移值。
通过上述方法，采用基于磁感应的垂线双轴位移测量系统中的磁感应传感器作为垂线测量元件，待测物与测量装置构建磁路导致磁感应强度发生改变，即待测物出现前后磁场传感器输出的电压值会变化，根据两个磁场传感器输出的两组电压变化值形成不同的组合，进行法向位移值和切向位移值的计算，利用法向位移值、切向位移值分别与电压值的函数关系，可以同时获取待测物在两个相互正交方向上的位移值，因此不需要在两个方向上分别布置磁感应传感器，避免布设在不同方向的磁感应传感器之间相互干扰，从而提高测量精度，并且体积小、成本低。同时该系统可以从根本上解决水汽、粉尘等非铁介质对测量带来的影响，提高大坝安全监测数据的可靠性。
结合第三方面，在第三方面的第一实施例中，两个磁场传感器的电压变化值与待测物的法向位移值的函数关系为，两个电压变化值倒数之和与待测物的法向位移值成正比关系。
结合第三方面的第一实施例，在第三方面的第二实施例中，两个磁场传感器的电压变化值与待测物的切向位移值的函数关系为，两个电压变化值倒数之差与待测物的切向位移值成正比关系。
第四方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行第三方面或第三方面的任一实施例的基于磁感应的垂线双轴位移测量方法的步骤。
第五方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现第三方面或第三方面的任一实施例的基于磁感应的垂线双轴位移测量方法步骤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
图1为根据一示例性实施例提出的一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置的结构示意图；
图2是在一示例中，基于磁感应的垂线双轴位移测量装置使用时的坐标示意图；
图3是根据一示例性实施例提出的一种基于磁感应的垂线双轴位移测量系统的结构示意图；
图4是根据一示例性实施例提出的一种基于磁感应的垂线双轴位移测量方法的流程图；
图5是根据一示例性实施例提出的一种计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
为提高测量精度，避免布设在不同方向的位移传感器之间相互干扰，本发明提出了一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、系统及方法。
图1为根据一示例性实施例提出的一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置的结构示意图。如图1所示，该测量装置包括：
两组磁感应传感器11和两个导磁板12，两组磁感应传感器11通过两个导磁板12并行连接，两个导磁板12分别位于两组磁感应传感器11的两端；
各组磁感应传感器11均包括两个永磁体113、两个磁芯111和设置于两个磁芯111之间的磁场传感器112，各永磁体113的两端分别通过磁力吸附于对应的磁芯111和导磁板12，各永磁体113、各磁芯111和各导磁板12两两垂直设置；
永磁体113用于在磁芯111中产生固定方向的稳恒磁场；
磁场传感器112用于测量磁路中的磁感应强度，获取直流信号的电压值。其中，上述磁路是上述稳恒磁场产生的磁回路。
考虑到现有技术中垂线坐标仪只能通过一个磁感应传感器获取到一组法向位移值与电压变化间的数据，无法通过一组数据同时计算两个相互正交方向上的位移值，本发明实施例中提供的装置并行设置有两组磁感应传感器，当待测物在两个相互正交方向上位移发生变化时，待测物与磁场传感器间的空气磁阻随之改变，两组磁感应传感器就会捕捉到由待测物位移引起的两个磁感应强度变化，在两组磁感应传感器并行设置时，待测物与两组磁场传感器在切向方向上的位移值不同，根据两个磁场传感器输出的两组电压变化值形成不同的组合，为计算法向位移值和切向位移值提供两组数据，因此不需要在两个方向上分别布置磁感应传感器，且两组磁感应传感器之间不存在相互干扰的问题，从而提高测量精度，同时该测量装置具有不受非铁磁性介质影响的优点，可以从根本上解决水汽、粉尘等介质对测量带来的影响。
在一示例中，各组磁感应传感器11中的两个永磁体113的磁场方向相反。
具体地，调整磁感应传感器11中永磁体113布置方向，使两个永磁体113磁场方向相反，以使在两个磁芯111以及磁场传感器112中形成的磁场方向相同。
在又一示例中，通过导磁板12连接的两个永磁体113的磁场方向相同。
具体的，调整测量装置中磁感应传感器11布置方向，使两组磁感应传感器11之间，通过导磁板12相连的相邻永磁体113磁场方向相同，以使在导磁板12中形成的磁场方向相反。
在一示例中，磁芯111和导磁板12均可采用高导磁材料。
图2是根据一示例性实施例提出的基于磁感应的垂线双轴位移测量装置使用时的坐标示意图。x轴和z轴组成的平面为测量装置的测量面。x轴表示待测物4在测量面的切向方向，即平行于测量面方向，y轴表示待测物4在测量面的法向方向，即垂直于测量面方向。待测物4在x轴方向和y轴方向产生位移变化，但不在Z轴方向产生位移变化。切向位移指的是待测物距离测量面中心位置处的切向方向上的距离，法向位移指的是待测物在测量面法向方向上的距离。
待测物4出现后，会引起磁场传感器112输出电压变化值。磁场传感器112输出电压V＝k×B＝k×(B0+ΔB)，其中，k为固定系数，B为磁场传感器112测量的磁感应强度，B0为背景磁场，ΔB为待测物4引起的磁场传感器112输出电压变化值。
图3是根据一示例性实施例提出的一种基于磁感应的垂线双轴位移测量系统的结构示意图。该系统包括：上述实施例中的基于磁感应的垂线双轴位移测量装置1、电压调节器2和计算机3。
电压调节器2用于分别对基于磁感应的垂线双轴位移测量装置1中的两个磁场传感器获取的电压值进行处理，消除背景磁场引起的直流电压，得到两个处理后的电压值。背景磁场是指当没有待测物时(或理解为垂线无限远时，即y无穷大时)磁场传感器测量的磁场大小。
计算机3用于根据两个处理后的电压值分别与待测物的法向位移值、待测物的切向位移值的函数关系，确定待测物的法向位移值和待测物的切向位移值。
通过本发明实施例提供的系统，采用基于磁感应的垂线双轴位移测量装置中的磁感应传感器作为垂线测量元件，待测物与测量装置构建磁路导致磁感应强度发生改变，即待测物出现前后磁场传感器输出的电压值会变化，根据两个磁场传感器输出的两组电压变化值形成不同的组合，进行法向位移值和切向位移值的计算，利用法向位移值、切向位移值分别与电压值的函数关系，可以同时获取待测物在两个相互正交方向上的位移值，即仅采用一组传感器即可同时对垂线进行双轴位移测量，因此不需要在两个方向上分别布置磁感应传感器，避免布设在不同方向的磁感应传感器之间相互干扰，从而提高测量精度，并且体积小、成本低。同时，该系统可以从根本上解决水汽、粉尘等非铁介质对测量带来的影响，提高大坝安全监测数据的可靠性。
在一示例中，该系统还包括：放大器、滤波器、采集器，基于磁感应的垂线双轴位移测量装置1、电压调节器2、放大器、滤波器、采集器和计算机3依次连接。
在一可选实施例中，通过本发明实施例提供的系统测量待测物的法向位移值和切向位移值的具体步骤如下所示：
将测量装置1对准待测物4，使待测物4在导磁板12长度范围内；
调整磁感应传感器11中永磁体113布置方向，使磁感应传感器11中两个永磁体113磁场方向相反，以在两个磁芯111以及磁场传感器112中形成的磁场方向相同；
调整测量装置1中磁感应传感器11布置方向，使通过导磁板12连接的两个永磁体113磁场方向相同，以在导磁板12中形成的磁场方向相反；
磁场传感器112测量磁路中磁感应强度，输出直流信号的电压值；
磁场传感器112输出的电压值经过电压调节器2将背景磁场引起的直流电压消除；
将待测物4引起的磁场传感器112输出的电压变化值输出至放大器，再依次通过放大器、滤波器、采集器传输至计算机3进行处理。
通过对两个磁感应传感器11的输出形成不同的组合进行计算，可同时获取出垂线在两个相互正交方向上的位移值(法向位移值和切向位移值)。
图4是根据一示例性实施例提出的一种基于磁感应的垂线双轴位移测量方法的流程图。如图4所示，该方法包括如下步骤：
步骤S401：获取待测物出现前后两个磁场传感器的电压变化值。
具体地，磁场传感器包括但不限于霍尔传感器、各向异性磁阻传感器、巨磁阻传感器或隧道磁阻传感器，待测物为金属待测物，例如一段垂直的钢丝。
步骤S401：根据两个磁场传感器的电压变化值分别与待测物的法向位移值、待测物的切向位移值的函数关系，确定待测物的法向位移值和待测物的切向位移值。
通过本发明实施例提供的方法，采用基于磁感应的垂线双轴位移测量系统中的磁感应传感器作为垂线测量元件，待测物与测量装置构建磁路导致磁感应强度发生改变，即待测物出现前后磁场传感器输出的电压值会变化，根据两个磁场传感器输出的两组电压变化值形成不同的组合，进行法向位移值和切向位移值的计算，利用法向位移值、切向位移值分别与电压值的函数关系，可以同时获取待测物在两个相互正交方向上的位移值，因此不需要在两个方向上分别布置磁感应传感器，避免布设在不同方向的磁感应传感器之间相互干扰，从而提高测量精度，并且体积小、成本低。同时该系统可以从根本上解决水汽、粉尘等非铁介质对测量带来的影响，提高大坝安全监测数据的可靠性。
在一示例中，两个磁场传感器的电压变化值与待测物的法向位移值的函数关系为，两个电压变化值倒数之和与待测物的法向位移值成正比关系。
在另一示例中，两个磁场传感器的电压变化值与待测物的切向位移值的函数关系为，两个电压变化值倒数之差与待测物的切向位移值成正比关系。
在本发明实施例中，根据如下公式计算得到两个磁场传感器的输出值：
其中，V1和V2分别为两个磁场传感器的输出值，k为固定系数，y表示待测物在测量面法向方向上的位移值，l为导磁板长度，x表示待测物距离测量面中心位置处的切向方向上的位移值，V0为没有待测物时磁场传感器的输出值。
根据两个磁场传感器的输出值，即可得到法向位移值为：
切向位移值为：
图5是根据一示例性实施例提出的一种计算机设备的硬件结构示意图。如图5所示，该设备包括一个或多个处理器510以及存储器520，存储器520包括持久内存、易失内存和硬盘，图5中以一个处理器510为例。该设备还可以包括：输入装置530和输出装置540。
处理器510、存储器520、输入装置530和输出装置540可以通过总线或者其他方式连接，图5中以通过总线连接为例。
处理器510可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。处理器510还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器520作为一种非暂态计算机可读存储介质，包括持久内存、易失内存和硬盘，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的基于磁感应的垂线双轴位移测量方法对应的程序指令/模块。处理器510通过运行存储在存储器520中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述任意一种基于磁感应的垂线双轴位移测量方法。
存储器520可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据、需要使用的数据等。此外，存储器520可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器520可选包括相对于处理器510远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至数据处理装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置530可接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的信号输入。输出装置540可包括显示屏等显示设备。
一个或者多个模块存储在存储器520中，当被一个或者多个处理器510执行时，执行如图4所示的方法。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，具体可参见如图4所示的实施例中的相关描述。
本发明实施例还提供了一种非暂态计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的测量方法。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccess Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置，其特征在于，所述装置包括：
两组磁感应传感器和两个导磁板，两组磁感应传感器通过两个导磁板并行连接，两个导磁板分别位于两组磁感应传感器的两端；
各组磁感应传感器均包括两个永磁体、两个磁芯和设置于两个磁芯之间的磁场传感器，各永磁体的两端分别通过磁力吸附于对应的磁芯和导磁板，各永磁体、各磁芯和各导磁板两两垂直设置；
所述永磁体用于在所述磁芯中产生固定方向的稳恒磁场；
所述磁场传感器用于测量磁路中的磁感应强度，获取直流信号的电压值；
各组磁感应传感器中的两个永磁体的磁场方向相反；
通过所述导磁板连接的两个永磁体的磁场方向相同。
2.一种基于磁感应的垂线双轴位移测量系统，其特征在于，所述系统包括：电压调节器、计算机和如权利要求1所述的基于磁感应的垂线双轴位移测量装置；
所述电压调节器用于分别对基于磁感应的垂线双轴位移测量装置中的两个磁场传感器获取的电压值进行处理，消除背景磁场引起的直流电压，得到两个处理后的电压值；
所述计算机用于根据两个处理后的电压值分别与待测物的法向位移值、待测物的切向位移值的函数关系，确定待测物的法向位移值和待测物的切向位移值。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：放大器、滤波器、采集器，所述基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、所述电压调节器、所述放大器、所述滤波器、所述采集器和所述计算机依次连接。
4.一种基于磁感应的垂线双轴位移测量方法，其特征在于，用于权利要求2或3所述基于磁感应的垂线双轴位移测量系统，所述方法包括：
获取待测物出现前后两个磁场传感器的电压变化值；
根据两个磁场传感器的电压变化值分别与待测物的法向位移值、待测物的切向位移值的函数关系，确定待测物的法向位移值和待测物的切向位移值。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
两个磁场传感器的电压变化值与待测物的法向位移值的函数关系为，两个电压变化值倒数之和与待测物的法向位移值成正比关系。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，
两个磁场传感器的电压变化值与待测物的切向位移值的函数关系为，两个电压变化值倒数之差与待测物的切向位移值成正比关系。
7.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求4至6中任一项所述的基于磁感应的垂线双轴位移测量方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求4至6中任一项所述的基于磁感应的垂线双轴位移测量方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211548209.2A CN116294947B (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211548209.2A CN116294947B (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、系统及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116294947A CN116294947A (zh) | 2023-06-23 |
| CN116294947B true CN116294947B (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=86829309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211548209.2A Active CN116294947B (zh) | 2022-12-05 | 2022-12-05 | 一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116294947B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116707230B (zh) * | 2023-08-03 | 2023-12-19 | 西门子(天津)传动设备有限责任公司 | 转子偏移量测量装置、定子偏置量计算方法、装置及系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2108273U (zh) * | 1991-05-31 | 1992-06-24 | 李树德 | 一种二维位移测量装置 |
| CN102126478A (zh) * | 2011-03-09 | 2011-07-20 | 哈姆林电子(苏州)有限公司 | 位置传感器 |
| KR20140016738A (ko) * | 2012-07-31 | 2014-02-10 | 주식회사 케이에프에이 | 전자기유도 방식을 이용한 선형변위센서 및 이를 이용한 가동물체의 선형변위 측정시스템 |
| CN109900196A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-06-18 | 广州大学 | 二维电磁耦合位移传感器 |
| CN112161560A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-01 | 长江水利委员会长江科学院 | 一种基于永磁磁通测量的位移传感装置及方法 |
| CN113899943A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种电流传感器、基于差分测量的电流测量装置及方法 |
-
2022
- 2022-12-05 CN CN202211548209.2A patent/CN116294947B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2108273U (zh) * | 1991-05-31 | 1992-06-24 | 李树德 | 一种二维位移测量装置 |
| CN102126478A (zh) * | 2011-03-09 | 2011-07-20 | 哈姆林电子(苏州)有限公司 | 位置传感器 |
| KR20140016738A (ko) * | 2012-07-31 | 2014-02-10 | 주식회사 케이에프에이 | 전자기유도 방식을 이용한 선형변위센서 및 이를 이용한 가동물체의 선형변위 측정시스템 |
| CN109900196A (zh) * | 2019-04-26 | 2019-06-18 | 广州大学 | 二维电磁耦合位移传感器 |
| CN112161560A (zh) * | 2020-10-26 | 2021-01-01 | 长江水利委员会长江科学院 | 一种基于永磁磁通测量的位移传感装置及方法 |
| CN113899943A (zh) * | 2021-09-30 | 2022-01-07 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种电流传感器、基于差分测量的电流测量装置及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116294947A (zh) | 2023-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109283380B (zh) | 电力系统中线路电流的测量方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN109283379B (zh) | 一种导线电流测量方法、装置、设备及可读存储介质 | |
| US10697800B2 (en) | Multi-dimensional measurement using magnetic sensors and related systems, methods, and integrated circuits | |
| CN103389479B (zh) | 提高的动态范围传感器 | |
| CN111174682B (zh) | 磁位置传感器系统和方法 | |
| WO2021128424A1 (zh) | 绝对电角度检测方法、系统及计算机可读存储介质 | |
| US9766054B2 (en) | Planar motor rotor displacement measuring device and its measuring method | |
| CN116294947B (zh) | 一种基于磁感应的垂线双轴位移测量装置、系统及方法 | |
| CN107300683B (zh) | 磁传感装置及其自动校准方法、电流传感器 | |
| CA2797574A1 (en) | Calibratable magnetic field sensor and method for calibrating same and usage of an exciter conductor structure and method for determining an exciter conductor spacing from a magnetic field sensor | |
| JP2008039517A (ja) | 電流センサ | |
| CN108982944B (zh) | 一种扁平导体的电流测量方法、装置、设备及存储介质 | |
| CN110174548B (zh) | 一种长直导线电位的测量方法、测量装置及测量系统 | |
| CN110987032B (zh) | 磁编码器、绝对电角度检测方法、系统及可读存储介质 | |
| CN105676151B (zh) | 一种负反馈式磁场传感器 | |
| JP2018115929A (ja) | 電流センサの信号補正方法、及び電流センサ | |
| JP5173472B2 (ja) | 磁界校正方法 | |
| CN107643499B (zh) | 一种高斯计和用于测量磁场强度的微控制器及控制方法 | |
| CN112161560B (zh) | 一种基于永磁磁通测量的位移传感装置及方法 | |
| JP2013167562A (ja) | 磁気検出装置 | |
| George et al. | Detailed study on error characteristics of core-less hall-effect current transducer | |
| JP2015194488A (ja) | 位置検出装置 | |
| CN213179847U (zh) | 一种基于永磁磁通测量的位移传感装置 | |
| JP2008304222A (ja) | 磁気検出方法およびその装置 | |
| CN104678329A (zh) | 磁场感测装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |