CN117128842B - 位移传感器探头、位移传感器检测电路及磁悬浮系统 - Google Patents

Abstract

本发明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，位移传感器探头包括金属外壳、传感器组件，其包括第一磁芯及第一线圈，第一磁芯的开口部朝向封闭端的端面设置；还包括位于金属外壳内的至少一个参考传感器组件，参考传感器组件位于传感器组件远离端面的一侧，参考传感器组件包括第二磁芯及缠绕在第二磁芯上的第二线圈，第二磁芯与第一磁芯之间在轴向方向上具有预设距离。简化内部结构，降低了生产成本，并将传感器组件和参考传感器组件均配置在金属外壳内，使得两者处于相同的工作环境，避免了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，提高了位移传感器性能指标符合性及检测电路的稳定性。

Description

位移传感器探头、位移传感器检测电路及磁悬浮系统

技术领域

本发明涉及了磁悬浮系统技术领域，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。

背景技术

位移传感器探头用于许多技术领域的测量工作，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。

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。

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。

发明内容

为了克服现有技术中的缺陷，本发明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。

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。

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。

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。

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。

本发明的有益效果如下：

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。

为让本发明的上述和其他目的、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

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1是本发明实施例中位移传感器探头的结构示意图；

图2是本发明实施例中位移传感器探头第一种实施例的剖面图；

图3是本发明实施例中位移传感器探头第二种实施例的剖面图；

图4是本发明实施例中位移传感器探头第三种实施例的剖面图；

图5是本发明实施例中位移传感器探头第四种实施例的剖面图；

图6是本发明实施例中位移传感器探头中传感器组件的结构示意图；

图7是本发明实施例中位移传感器探头中传感器组件或参考传感器组件一种实施例的剖面图；

图8是本发明实施例中位移传感器探头中第一磁芯第一种实施例的结构示意图；

图9是本发明实施例中位移传感器探头中第一磁芯第二种实施例的俯视图；

图10是本发明实施例中移传感器探头安装在腔体上的剖面图；

图11是图10中A处的放大图；

图12是本发明实施例中磁悬浮电机的剖面图；

图13是本发明实施例中磁悬浮系统的结构示意图；

图14是本发明实施例中一种磁悬浮系统的位移传感器检测的结构示意图；

图15是本发明实施例中另一种磁悬浮系统的位移传感器检测的结构示意图。

以上附图的附图标记：10、位移传感器探头；11、金属外壳；110、端面；111、第一台阶部；1110、密封面；1111、O型密封圈；112、第二台阶部；1120、定位面；1121、螺纹孔；

传感器组件；120、第一磁芯；1200、第一磁芯基体；1201、第一磁芯柱；1202、凹槽；1203、出线孔；1204、通孔；121、第一线圈；

参考传感器组件；130、第二磁芯；1300、第二磁芯基体；1301、第二磁芯柱；131、第二线圈；

支撑件；15、传感器探头的引出线；16、信号调节盒；160、传感器接口；17、磁悬浮定子；18、磁悬浮转子；19、腔体；20、控制器；21、第一电阻；22、第二电阻；

23、桥式电路；230、检测桥臂；231、采样桥臂；24、信号处理电路；25、金属盖板；26、PCB电路板；27、第一被测物；28、第二被测物。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语 “上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“设有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

本公开中的附图并不是严格按实际比例绘制，各个结构的具体地尺寸和数量可根据实际需要进行确定。本公开中所描述的附图仅是示意图。

现有的位移传感器探头包括外壳、磁芯、线圈、信号调理电路板等，磁芯、线圈、信号调理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。对于磁悬浮系统上设置的位移传感器系统，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。

为了解决上述问题，本发明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，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。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面参考附图1-15和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

根据本发明实施例，本发明提出了一种位移传感器探头10，位移传感器探头10包括金属外壳11、设置于金属外壳11内的传感器组件12，金属外壳11的一端为封闭端，一端为开口端，传感器组件12配置在封闭端内，传感器组件12包括第一磁芯120及缠绕在第一磁芯120上的第一线圈，第一磁芯120的开口部朝向封闭端的端面110设置并与端面110的内壁相抵接，位移传感器探头10还包括位于金属外壳11内的至少一个参考传感器组件13，参考传感器组件13位于传感器组件12远离端面110的一侧，参考传感器组件13包括第二磁芯130及缠绕在第二磁芯130上的第二线圈131，第二磁芯130与第一磁芯120之间在轴向方向上具有预设距离。

具体的，参考图1和图2，在本实施例中，位移传感器探头10包括金属外壳11、设置于金属外壳11内的传感器组件12。金属外壳11为半封闭壳体。金属外壳11的一端为封闭端，一端为开口端。封闭端使得位移传感器内部能够保持较好的洁净度，避免金属外壳内部的传感器组件受到污染，影响检测精度。传感器组件12配置在封闭端内且临近封闭端端面110设置。传感器组件12包括第一磁芯120及缠绕在第一磁芯120上的第一线圈。第一磁芯120沿轴向方向的一端为开口部，另一端为密封部。第一磁芯120的开口部朝向封闭端的端面110设置并与端面110的内壁相抵接，以使第一线圈朝向封闭端的端面110，从而使第一线圈与被测物之间能够形成闭合的磁回路，检测被测物与封闭端的端面110之间的距离信号和位置信号。第一磁芯120在轴向方向上与封闭端的端面110内壁相接触，在径向方向上与金属外壳11内壁相接触，从而实现在两个方向上的定位，限定第一磁芯120在金属外壳11内的位置，保证检测精度。位移传感器探头10还包括位于金属外壳11内的至少一个参考传感器组件13。参考传感器组件13位于传感器组件12远离封闭端的端面110的一侧，即自图2可知，参考传感器组件13位于传感器组件12的下方。参考传感器组件13与传感器组件12之间具有预设距离，该预设距离用于避免参考传感器组件13的磁路与传感器组件12的磁路相互影响，用于隔绝开两者的磁路。参考传感器组件13包括第二磁芯130及缠绕在第二磁芯130上的第二线圈131。在这里，需保证参考传感器组件13的放置方向与传感器组件12的放置方向不同，除此之外，参考传感器组件13的放置方向不受限制，参考传感器组件13可以沿轴向放置，也可以沿径向放置，也可以斜着放置，在这里具体放置方位不做限定，而传感器组件12的放置方位必须沿着轴线方向设置，且第一线圈临近封闭端的端面110，以保证传感器组件12能够对被测物的位置进行检测，进而保证传感器组件12的功能。

具体的，参考图6和图8，在本实施例中，第一磁芯120配置为罐型磁芯。罐型磁芯包括第一磁芯基体1200和位于第一磁芯基体1200中部的第一磁芯柱1201。本申请中展示的第一磁芯柱1201内设有沿轴向方向延伸的通孔1204。当然，第一磁芯柱1201也可不设置通孔1204，根据具体需求设置。第一线圈121缠绕在第一磁芯柱1201的外缘。第一磁芯基体1200和第一磁芯柱1201均为高导磁软磁合金，如铁氧体。第一磁芯基体1200包括底座及设置在底座外缘上的环状侧壁，即第一磁芯基体1200呈一端具有开口，一端为封闭体。第一磁芯柱1201的高度小于或等于第一磁芯基体1200的高度。当第一磁芯柱1201的高度小于第一磁芯基体1200的高度时，第一磁芯120放置在金属外壳11内通过第一磁芯基体1200与金属外壳11端面110的内壁相抵接，以实现第一磁芯120的轴向定位，此时，第一磁芯柱1201与金属外壳11端面110之间具有间隙。当第一磁芯柱1201的高度等于第一磁芯基体1200的高度时，第一磁芯120放置在金属外壳11内时，第一磁芯基体1200与第一磁芯120第二磁芯130柱同时与金属外壳11端面110的内壁相抵接，以实现第一磁芯120的轴向定位。此外，传感器组件12的第二磁芯130包括但不局限于第一磁芯120，本领域技术人员也可根据实际需求确定第二磁芯130的形状。

需要说明的是，第一磁芯的形状包括但不限制于罐型磁芯，也可以为其他形状磁芯，只需能够适配于金属外壳内部即可，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。第一磁芯柱1201的个数不做限定。上述实施例中记载第一磁芯柱1201的个数为1个，且第一磁芯柱1201位于第一磁芯基体1200的中部。当然，第一磁芯柱1201的个数可以为2个、3个等。当检测面面积较大，需要检测的点位较多时，本领域技术人员根据实际需要和使用场景确定第一磁芯柱1201的个数，以保证检测效果和精度。

进一步的，参考图6和图8，在一个实施例中，环状侧壁上开设有至少一个凹槽1202。凹槽1202配置为线圈引线口。本领域技术人员可根据实际需要确定凹槽1202的个数，凹槽1202的个数可以为1个、2个。当凹槽1202的个数为1个时，第一线圈121内侧的引线口和外侧的引线口均自一个凹槽1202内穿过，第一线圈121内侧的引线口和外侧的引线口引出线方向相同。当凹槽1202的个数为2个时，第一线圈121内侧的引线口自一个凹槽1202内穿过，外侧的引线口自另一个凹槽1202内穿过，第一线圈121内侧的引线口和外侧的引线口引出线方向相反。

在另一个实施例中，参考图9，第二磁芯130基体的环状侧壁为封闭圆环，底座上设有至少一个出线孔1203，出线孔1203配置为线圈引线口。本领域技术人员可根据实际需要确定出线孔1203的个数，出线孔1203的个数可以为1个、2个。当出线孔1203的个数为1个时，第一线圈121内侧的引线口和外侧的引线口均自一个出线孔1203内穿过，第一线圈121内侧的引线口和外侧的引线口引出线方向相同。当出线孔1203的个数为2个时，第一线圈121内侧的引线口自一个出线孔1203内穿过，外侧的引线口自另一个出线孔1203内穿过，第一线圈121内侧的引线口和外侧的引线口引出线方向相反。

在另一个实施例中，第一磁芯柱中部设有沿轴向延伸的通孔1204，通孔1204配置为线圈引线口，第一线圈121内侧的引线口和外侧的引线口均自通孔1204内穿出。

需要说明的是，第一线圈121内侧的引线口和外侧的引线口引出线方向相同或相反是本领域技术人员根据实际需求及位移传感器内部构造及空间设置，对位移传感器自身检测精度及效果基本无影响。本申请中图2-图5的位移传感器探头10的剖面图均以出线孔1203设置在第一磁芯120的底座上为例。

具体的，参考图6和图8，在本实施例中，第二磁芯130包括第二磁芯基体1300和位于第二磁芯基体1300中部的第二磁芯柱1301。第二磁芯基体1300和第二磁芯柱1301均为高导磁软磁合金，如铁氧体。第二线圈131缠绕在第二磁芯柱1301的外缘。第二磁芯基体1300均包括底座及设置在底座上的侧壁，即第二磁芯基体1300呈一端具有开口，一端为封闭体。第二磁芯柱1301的高度小于或等于第二磁芯基体1300的高度。

需要说明的是，第二磁芯柱1301的个数不做限定。上述实施例中记载第二磁芯柱1301的个数均为1个，且第二磁芯柱1301位于第二磁芯基体1300的中部，当然，第二磁芯柱1301的个数可以为2个、3个等。为了使参考电感能够匹配传感器组件12，第二磁芯柱1301的个数也可根据实际设置。此外，在本申请中，对第二磁芯130的形状也不做限定，第二磁芯130可以为罐型磁芯、EI型磁芯、EE型磁芯等，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。本申请中参考传感器组件13的第二磁芯130均以罐型磁芯120为例进行展开，线圈引线口以设置在底座上为例。

进一步的，在本申请中，对参考传感器组件13的个数不做限定，可以为1个、2个，具体本领域技术人员可根据实际需要设置。本申请共列举了三种参考传感器组件13布置的实施例，如下：

实施例1：参考图2，至少一个参考传感器组件13配置为一个参考传感器组件13，即位移传感器探头10的外壳内设有一个传感器组件12和一个参考传感器组件13。传感器组件12的开口部朝封闭端的端面110设置，即第一磁芯基体1200的底座朝下设置。参考传感器组件13的开口部朝远离封闭端的端面110设置，即第二磁芯基体1300的侧壁的顶端面朝远离端面110的方向设置，因此，第一磁芯基体1200的底座与第二磁芯基体1300的底座相对设置。在此实施例中，设置一个参考传感器组件13，参考传感器组件13下方的空隙配置为气隙，在本实施例中，参考传感器组件13的磁场回路自第二磁芯柱1301、第二磁芯基体1300、气隙穿过以形成闭合回路。由于传感器组件12至被测物之间具有第一距离，该第一距离即为位移传感器探头10的检测距离，该距离存在相应的磁导率，传感器组件12得到位置的输入量便会发生电感量的变化。而为了保证参考传感器组件13的电感变化量与传感器组件12的变化比例基本一致，因此需保证参考传感器组件13的第二线圈131侧的气隙与第一距离基本一致，或与第一距离呈一定比例关系。由于同一绕组相同的线径的条件下，第二磁芯130开的气隙越大，磁导率越低，电感量越小，参考传感器组件13的第二线圈131侧的气隙较大，因此参考传感器组件13的电感量变化较小，电感值较稳定，在保证气隙与第一距离相一致的前提下，使得位移传感器检测电路较为稳定。

进一步的，第二磁芯基体的侧壁的顶端面侧设有金属盖板25。金属盖板25与所述侧壁的顶端面相抵接。金属盖板25的另一侧设有第二被测物28。金属外壳11的封闭端的外部设有第一被测物27，第一被测物27与封闭端的端面之间设有第一气隙H1，第一被测物27用于模拟磁悬浮转子。第二被测物28与金属盖板25之间设有第二气隙H2。当磁悬浮转子处于实际稳定悬浮状态时，保证第一气隙H1与第二气隙H2相等，从而使传感器组件与参考传感器组件的电感或电涡流的变化量相同。金属盖板25与金属外壳11的材质相一致。金属盖板25沿轴向的厚度与封闭端的端部沿轴向的厚度相一致。在本实施例中，设置材质与尺寸都与金属外壳的端部相一致的金属盖板25，能够使得参考传感器组件侧的环境与传感器组件处的环境相同，都有一个金属件隔开，从而使得参考传感器组件与传感器组件的变化量保持一致。当然，金属盖板可根据本领域技术人员的实际需要进行选择。

实施例2：参考图4，至少一个参考传感器组件13配置为两个参考传感器组件13，即位移传感器探头10的外壳内设有一个传感器组件12和两个参考传感器组件13。两个参考传感器组件13包括两个第二磁芯130，每个第二磁芯130对应的第二磁芯基体1300的侧壁相扣合在一起，即两个第二磁芯基体1300的侧壁的顶端面相对设置，两个顶端面相抵接。临近第一磁芯基体1200的第二磁芯基体1300的底座与第一磁芯基体1200的底座相对设置，即临近第一磁芯基体1200的第二磁芯基体1300的底座朝上设置。进一步的，在本实施例中，第二磁芯柱1301的高度小于第二磁芯基体1300的高度，即两个第二磁芯基体1300的侧壁相抵接，两个第二磁芯柱1301的端面110之间具有间隙，该间隙配置为气隙。在本实施例中，参考传感器组件13的磁场回路自一个第二磁芯柱1301、一个第二磁芯基体1300、气隙、另一个第二磁芯基体1300、另一个第二磁芯柱1301穿过以形成闭合回路。由于传感器组件12至被测物之间具有第一距离，该第一距离即为位移传感器探头10的检测距离，该距离存在相应的磁导率，传感器组件12得到位置的输入量便会发生电感量的变化。而为了保证参考传感器组件13的电感变化量与传感器组件12的变化量基本一致，因此需保证参考传感器组件13的第二线圈131侧的气隙与第一距离基本一致，或与第一距离呈一定比例关系。由于同一绕组相同的线径的条件下，第二磁芯130开的气隙越大，磁导率越低，电感量越小，因此将两个第二磁芯柱1301之间的距离在结构允许的前提下尽可能设计的较大一些，以使参考电感的电感量较小，电感较稳定，从而保证参考传感器组件13的电感变化量与传感器组件12的电感变化量基本一致，使得位移传感器检测电路较为稳定。

实施例3：参考图5，至少一个参考传感器组件13配置为两个参考传感器组件13，即位移传感器探头10的外壳内设有一个传感器组件12和两个参考传感器组件13。两个参考传感器组件13宝库两个第二磁芯130，每个第二磁芯130对应的第二磁芯基体1300的侧壁相扣合在一起，即两个第二磁芯基体1300的侧壁的顶端面相对设置，两个顶端面相抵接。临近第一磁芯基体1200的第二磁芯基体1300的底座与第一磁芯基体1200的底座相对设置，即临近第一磁芯基体1200的第二磁芯基体1300的底座朝上设置。进一步的，在本实施例中，第二磁芯柱1301的高度等于第二磁芯基体1300的高度，即两个第二磁芯基体1300的侧壁的顶端面相抵接，两个第二磁芯柱1301的端面110相抵接。在本实施例中，参考传感器组件13的磁场回路自一个第二磁芯柱1301、一个第二磁芯基体1300、另一个第二磁芯基体1300、另一个第二磁芯柱1301穿过以形成闭合回路。由于传感器组件12至被测物之间具有第一距离，该第一距离即为位移传感器探头10的检测距离，该距离存在相应的磁导率，传感器组件12得到位置的输入量便会发生电感量的变化。而为了保证参考传感器组件13的电感变化量与传感器组件12的变化量基本一致，因此需保证参考传感器组件13的第二线圈131侧的气隙与第一距离基本一致，或与第一距离呈一定比例关系。本实施例由于两个第二磁芯柱1301之间没有间隙，电感值相较于实施例1和实施例2会较大一些，位移传感器检测电路没有实施例1和实施例2稳定，但相较于环境温度对于电感量变化的影响，无气隙对电感量变化量的影响程度在可控范围内，因此实施例3同样可以解决位移传感器探头10的温漂问题。

实施例4：参考图3，在本实施例中，位移传感器探头10还包括设置在金属外壳11内的至少一个第一电阻21、至少一个第二电阻22及PCB电路板。第一电阻和第二电阻设置在PCB电路板上。由于传感器组件12与参考传感器组件13构成的检测电路还包括第一电阻21及第二电阻22，为了保证第一电阻21和第二电阻22的电感变化量与传感器组件12的电感变化量相一致，减小温漂的影响，故可将第一电阻21和第二电阻22放置在金属外壳11内，从而保证传感器组件12、参考传感器组件13、第一电阻21和第二电阻22所处的工作环境相同，避免不同的温度变化导致的电感量变化不同，从而保证检测电路的稳定性。进一步的，第一线圈121的输入端与第二线圈131的输入端共同焊接在PCB电路板上的一点上进行电连接，并自该点将引出线引至金属外壳外部，该点配置为输入端；第一电阻21与传感器组件12的第一线圈121引出线（输出端）共同焊接在在PCB电路板上的一点上进行电连接，第一电阻21与第一线圈121串联连接后，引出线引出至金属外壳11外部，该点配置为输出端；第二电阻22与参考传感器组件13的第二线圈131引出线（输出端）共同焊接在在PCB电路板上的一点上进行电连接，第二电阻22与第二线圈131串联连接后，引出线引出至金属外壳11外部，该点配置为输出端；第一电阻21与第二电阻22共同焊接在PCB电路板上的一点上进行电连接，并自该点上将引出线引至金属外壳外部，该点配置为输入端。即在本实施例中，金属外壳内共引出两个输入端和两个输出端。将第一电阻21和第二电阻22放置在金属外壳11内，检测电路不会受到温度变化差异的影响，检测电路更加稳定。在本实施例中，第一电阻21和第二电阻22可配置为可调电阻，如热敏电阻。当然，本领域技术人员也可根据实际需要及金属外壳11内部的结构选择是否将第一电阻21和第二电阻22放置在金属外壳11内。

需要说明的是，实施例4中的第一线圈、第二线圈、第一电阻、第二电阻之间的连线方式也适应于实施例1、实施例2及实施例3中的结构。

进一步的，两个第二磁芯130的材质相同，均为高导磁软磁材料，例如：铁硅铝合金、铁镍合金、钴铬合金等，本领域技术人员可根据实际需要进行选择。当然，特殊情况下，两个第二磁芯130的材质也可不相同，使用的时候需调节其他因素对电感量的影响，如线圈匝数、环绕的长度、环绕的横断面积等，以保证两个参考传感器组件13电感量的变化基本相一致。

需要说明的是，由于实施例2的气隙可控，且电感值稳定，相较于实施例1，实施例2的位移传感器检测电路更加稳定，因此，实施例2位最优选实施例。此外，实施例2和实施例3的两个参考传感器组件13，对于两个第二磁芯130的形状不做限定。两个第二磁芯130的形状可以相同，也可以不同。如：第一个第二磁芯130为第一磁芯，第二个第二磁芯130为E型第二磁芯，两个第二磁芯130相扣合在一起也可组成实施例2和实施例3的结构。本领域技术人员可根据实际需要和金属外壳11内部空间进行选择第二磁芯130的形状。本申请中2个参考传感器组件13的第二磁芯130均以第一磁芯120为例进行展开，第一磁芯120的线圈引线口以设置在底座上为例。

进一步的，需要说明的是，在实施例1、实施例2和实施例3中所记载的参考传感器组件13的放置位置均是沿轴向放置，当然，也可以径向放置或斜向放置，只需保证参考传感器组件13位于金属外壳11内即可，但需保证临近传感器组件12的参考传感器组件13的开口部朝远离端面110方向设置，且两个参考传感器组件13之间的放置位置也需保证参考传感器组件13的开口部相互扣合在一起，从而保证参考传感器组件13具有一个完整的磁回路。

具体的，在本实施例中，第一磁芯基体1200与第一磁芯柱1201可以一体成型。或者，第一磁芯基体1200与第一磁芯柱1201分别成型后再连接。第二磁芯基体1300与第二磁芯柱1301可以一体成型，或者，第二磁芯基体1300与第二磁芯柱1301分别成型后再连接。一体成型相较于拼接成型加工工艺更加简单，生产成本较低，因此优选一体成型方式加工第一磁芯基体1200、第二磁芯基体1300、第一磁芯柱1201及第二磁芯柱1301。此外，第一磁芯基体1200和第二磁芯基体1300可以为一体成型。或者，第一磁芯基体1200和第二磁芯基体1300由至少一个第一第二磁芯130块与至少一个第二第二磁芯130块拼接在一起以构成第二磁芯130基体。其中，第一第二磁芯130块上具有线圈引线口，第二第二磁芯130块上不具有线圈引线口。第一磁芯柱1201和第二磁芯柱1301可以为一体成型。或者，第一磁芯柱1201和第二磁芯柱1301由多个第三第二磁芯130块拼接在一起以构成第二磁芯130柱。

具体的，参考图2、图4和图5，在本实施例中，位移传感器探头10还包括设置在传感器组件12与参考传感器组件13之间的支撑件14。支撑件14沿轴向方向的一侧与传感器组件12相抵接，从而对传感器组件12进行轴向定位。支撑件14沿轴向方向的另一侧与参考传感器组件13相抵接，以将传感器组件12与参考传感器组件13隔开，避免两者之间的磁场耦合，以保证位移传感器探头10的正常使用。支撑件14可与金属外壳11间隙配合，即支撑件14最大外径与金属外壳11的内径基本相等，这样可保证支撑件14的稳固性，支撑件14也可对传感器组件12起到轴向定位的作用，在此结构下，支撑件14上设有至少一个引线孔，以作为传感器组件12第一线圈121的引线出口。此外，支撑件14的最大外径也可小于金属外壳11的内径，即支撑件14只是单纯地起到支撑的作用，传感器组件12第一线圈121可自支撑件14与金属外壳11内壁之间的间隙中穿出。

具体的，参考图1，在本实施例中，金属外壳11的外缘上依次设置有第一台阶部111和第二台阶部112。第一台阶部111上与封闭端的端面110相平行的面配置为密封面1110，密封面1110起到密封作用。密封面1110与封闭端的端面110之间具有第一轴向距离，第一轴向距离配置为放置传感器组件12及参考传感器组件13，以使传感器组件12及参考传感器组件13能够完全容纳在第一轴向距离内。第二台阶部112上与封闭端的端面110相平行的面配置为定位面1120，定位面1120用于将位移传感器探头10进行固定。定位面1120与密封面1110之间具有第二轴向距离，第二轴向距离用于将位移传感器探头10固定在腔体19上。第二轴向距离小于腔体19的厚度。端面110、密封面1110、定位面1120的外径依次增大，以使位移传感器探头10能够稳固固定在腔体19上。本申请中的金属外壳11的第一轴向距离和第二轴向距离是预先设计好的尺寸，可适用于同种尺寸的腔体19，配置在腔体19上时无需调整与被测物间的距离，只需将密封面1110与定位面1120固定好即可，安装方便，通用性较高；且外壳内只放置了一个传感器组件12和至少一个参考传感器组件13，无电子电路板，电信号的调节盒处理无需再位移传感器探头10内部进行，简化了位移传感器探头10的内部构造，简化了位移传感器探头10的生产制造工艺，降低了生产成本。

进一步的，第一台阶部111上设有套设在金属外壳11外缘的O型密封圈1111，但不局限于此，与O型密封圈1111作用相同的其他密封件也可用于此。O型密封圈1111在轴向方向上与密封面1110相接触，在径向方向上与金属外壳11外壁相接触，以保证位移传感器与其安装面之间的密封性，避免位移传感器探头10的检测精度受到影响。

进一步的，第二台阶部112上相对设有一个沿轴向延伸的螺纹孔1121。每个螺纹孔1121内对应穿设一个紧固件，以将位移传感器通过定位面1120固定在安装面上，保证位移传感器探头10在使用过程中位置不会发生改变，且该定位面1120至被测物检测面之间的轴向距离是预设值，通过将定位面1120定位好，位移传感器探头10至被测物之间的检测距离便已固定，该距离便是预先设计好的参考值误差允许范围内的值，避免了传统外螺纹的外壳在安装时需要调整与被测物之间距离，定位较麻烦的问题。

具体的，在本实施例中，金属外壳11的材质为低导磁率金属。低导磁率金属为钛合金、不锈钢、全铜或全铝，包括但不限于此。金属外壳11相对于现有非金属外壳11更具抗机械力、抗撞击能力强，不易被损坏。当传感器组件12、参考传感器组件13安装好后，自开口向金属外壳11内灌封环氧树脂以对位移传感器探头10进行密封，从而将传感器组件12、参考传感器组件13的位置定位好，避免在使用过程中传感器组件12和参考传感器组件13的位置发生变化，影响位移传感器探头10对磁悬浮转子18位置的检测精度。

本发明还公开了一种位移传感器检测电路，基于上述的位移传感器探头，传感器检测电路包括：至少一个桥式电路23、与至少一个桥式电路23一一对应的至少一个电容及信号处理电路24。每个桥式电路包括检测桥臂230和采样桥臂231，检测桥臂230包括第一线圈和第二线圈，采样桥臂231包括与第一线圈电连接的第一电阻、与第二线圈电连接的第二电阻。桥式电路23的输入端与激励信号源电连接或磁耦合连接。电容C1并联于桥式电路23的输出端，以与第一线圈121和第二线圈131构成谐振电路，该谐振电路的谐振频率与位移传感器探头10所匹配的电容的容值相关。信号处理电路24处理谐振电路产生的特定频率的谐振信号，并能够输出相应的检测信号。

需要说明的是，图14仅为本发明实施例示例性的附图，图14中仅示例性的示出了桥式电路23与激励信号源AC、电容、以及信号处理电路24的相对位置关系，在能够实现简化电路，降低电容匹配难度，提高信噪比和抗干扰能力的前提下，本发明实施例对桥式电路23与激励信号源AC、电容、以及信号处理电路24的相对位置关系不做具体限定。

具体的，参考图14，在本实施例中，每个桥式电路23包括检测桥臂230和采样桥臂231。本申请中，第一线圈121配置为图14中L1，第二线圈131配置为图14中L2。检测桥臂230包括第一线圈121和第二线圈131。第一线圈121配置为传感器组件12的线圈，第二线圈131配置为参考传感器组件13的线圈。采样桥臂231包括与第一线圈121电连接的第一电阻21、与第二线圈131电连接的第二电阻22。第一电阻21配置为图14中R1，第二电阻22配置为图14中R2。桥式电路23的输出端输出的信号不仅与第一线圈121和第二线圈131的阻抗大小相关，还与采样桥臂231中第一电阻21和第二电阻22的阻值相关。其中，采样桥臂231中第一电阻21和第二电阻22的阻值可以为具有固定阻值的固定电阻，也可以为可变电阻，还可以为与电阻具有相同功效的电位器和数字电位器等；其中，当采样桥臂231中第一电阻21和第二电阻22的阻值可调时，通过调整第一电阻21和第二电阻22的阻值，调整桥式电路23的输出平衡，满足不同的检测需求。

在一个实施方式中，参考图14，第一电阻21和第二电阻22均配置为1个。第一电阻21和第二电阻22可选择为固定电阻。第一电阻21的第一端与第二电阻22的第一端电连接于第一节点N1；第一电阻21的第二端与第一线圈121的第一端电连接于第三节点N3；第二电阻22的第二端与第二线圈131的第一端电连接于第四节点N4；第一线圈121的第二端和第二线圈131的第二端电连接于第二节点N2。第一节点N1和第二节点N2分别为桥式电路23的两个输入端。第三节点N3和第四节点N4为桥式电路23的两个输出端。两个输入端分别与激励信号源串联电连接或磁耦合连接，具体为，激励信号源AC分别与第一节点N1和第二节点N2电连接，激励信号源以为桥式电路23提供激励信号。两个输出端分别与电容并联电连接，具体为，第三节点N3和第四节点N4与电容并联电连接，电容以与第一线圈121和第二线圈131构成谐振电路。

在另一个实施方式中，参考图15，位移传感器检测电路还包括第三电阻和第四电阻。第三电阻与第一电阻串联，第四电阻与第二电阻串联。第三电阻可配置为热敏电阻R3，第一电阻21配置为固定电阻R1，R1与R3串联电连接。第四电阻可配置为热敏电阻R4，第二电阻22配置为固定电阻R2，R2与R4串联电连接。如图15中的R3和R4均为热敏电阻。其中，热敏电阻的类型可为正温度系数热敏电阻（PTC）或负温度系数热敏电阻（NTC），本领域技术人员可根据固定电阻的电阻值大小选择适配的热敏电阻类型。第三电阻和第一电阻21串联后的第一端与第四电阻和第二电阻22串联后的第一端电连接于第一节点，第三电阻和第一电阻21串联后的第二端与第一线圈的第一端电连接于第三节点，第四电阻与第二电阻22串联后的第二端与第二线圈的第一端电连接于第四节点，第一线圈的第二端和第二线圈的第二端电连接于第二节点。第一节点N1和第二节点N2分别为桥式电路23的两个输入端。第三节点N3和第四节点N4为桥式电路23的两个输出端。两个输入端分别与激励信号源串联电连接或磁耦合连接，具体为，激励信号源AC分别与第一节点N1和第二节点N2电连接，激励信号源以为桥式电路23提供激励信号。两个输出端分别与电容并联电连接，具体为，第三节点N3和第四节点N4与电容并联电连接，电容以与第一线圈121和第二线圈131构成谐振电路。

需要说明的是，通过采用并联于桥式电路23输出端的电容C1同时与检测桥臂230的第一线圈121和第二线圈131构成谐振电路，无需单独为第一线圈121和第二线圈131设置对应的谐振电容，从而能够简化电路结构；同时，通过使检测桥臂230的第一线圈121和第二线圈131与同一电容C1构成谐振电路，无需考虑与第一线圈121和第二线圈131并联的电容一致性问题，从而在增强信噪比和抗干扰能力，确保检测信号的准确性的前提下，能够降低传感器检测电路中器件的匹配难度，有利于节省人力和物力，进而有利于传感器检测电路的低成本。

进一步的，信号处理电路24分别与两个输出端电连接，即与第三节点N3和第四节点N4电连接，以使信号处理电路24通过采集节点输出信号，实现对磁悬浮电机中磁悬浮转子18位置的检测。继续参考图，信号处理电路24可以包括与至少一个桥式电路23一一对应的至少一个运算放大器U；运算放大器U的同相输入端和反相输入端分别与桥式电路23的两个输出端电连接；运算放大器U的输出端用于输出检测信号。如此，采用运算放大器U能够对桥式电路23的两个输出端的差分信号进行放大，并输出对应的检测信号，有利于进一步提高检测灵敏性。运算放大器U还可以包括第一电源信号端和第二电源信号端，以分别接收第一电源信号V1和第二电源信号V2，使得运算放大器U能够正常工作。

上述桥式电路23中参考传感器组件13的个数为1个，即只有一个第二线圈131。当参考传感器组件13的个数为2个时，即两个第二线圈131构成一个完整的第二线圈131，进而与第一线圈121构成桥式电路23，其桥式电路23的原理与上述相同。

需要说明的是，图14中仅示例性的示出了一个桥式电路23，该桥式电路23包括一检测桥臂230，即桥式电路23包括第一线圈121和第二线圈131的情况，此时，通过第一线圈121和第二线圈131能够对磁悬浮电机中转子在某一方向上的位置进行检测，即对磁悬浮电机中转子在某一自由度上的位置进行检测；而在本发明实施例中可以包括多个桥式电路23，如2个、3个等，即包括多组第一线圈121和第二线圈131，此时不同第一线圈121和第二线圈131能够对磁悬浮电机中转子在不同自由度上的位置进行检测。

在上述实施例的基础上，可选的，位移传感器检测电路还可以包括隔离电路，其可电连接于桥式电路23的输入端与激励信号源之间，隔离电路可配置为图15中的电容C2。隔离电路的存在能够防止激励信号源侧的直流信号影响谐振回路的谐振信号，进一步提高传感器检测电路的信噪比和抗干扰能力，进而提高信号检测的灵敏度。

本发明还公开了一种磁悬浮系统，参考图12和图13，包括磁悬浮电机，磁悬浮电机包括磁悬浮定子17和磁悬浮转子18。磁悬浮定子17产生磁场以驱动磁悬浮转子18旋转和悬浮。磁悬浮系统还包括上述的位移传感器检测电路。

进一步的，将每个位移传感器探头内的PCB电路板取出集成在一个信号调理电路板上，该信号调理电路板位于信号调节盒内。磁悬浮系统还包括信号调节盒16及控制器20。信号调节盒16包括盒体及设置在盒体内的信号调理电路板。盒体顶端面设有多个传感器接口160。多个传感器接口160可以配置为公头或母头。传感器接口160包括多个轴向位移传感器接口160、多个径向位移传感器接口160。多个位移传感器探头10可配置为多个径向位移传感器探头和多个轴向位移传感器探头。径向位移传感器探头和轴向位移传感器探头的数量相同，且一个径向位移传感器探头与一个轴向位移传感器探头组成一组，配置在腔体19上预设位置。每个径向位移位移传感器探头10的引出线与每个径向位移传感器接口160对应电连接。每个轴向位移传感器探头的引出线15与每个轴向位移传感器接口160对应电连接。传感器接口160用于接收传感器单元输出的信号，并将信号传递至信号调理电路板，在此阶段传输的信号为模拟信号。信号调节盒内设有信号调理电路板，信号调理电路板上设置有激励信号源、电容及信号处理电路。传感器接口160与信号调理电路板上对应的模块电连接，具体连接关系参考图14和图15所示的桥式电路。传感器接口160通过公头或母头与信号调理电路板上的母头或公头电连接。信号调节盒16配置为对位移传感器探头10输出的电信号进行调节处理。信号调节盒上设有控制器接口，控制器接口与控制器20，以将处理后的电信号传输至控制器20。此种方式边实现了降低每个位移传感器探头的生产成本，将每个位移传感器探头内的PCB电路板均集成在外部的信号调节盒内的信号调理电路板上，而将传感器组件和参考传感器组件均设置在位移传感器探头内，避免了传感器组件和参考传感器组件处于不同的工作环境而影响其电感量和电涡流的变化量，减小了温漂问题。

需要说明的是，本申请中信号调理电路板的放置位置包括但不局限于此，可以放置在信号调节盒内，也可以放置在控制器内，还可以集成在磁悬浮电机内，具体本领域技术人员根据实际需要进行选择。

具体的，参考图10和图11，在本实施例中，磁悬浮转子18为环形转子。磁悬浮定子17围绕磁悬浮转子18设置，或者，磁悬浮转子18围绕磁悬浮定子17设置。以下实施例均基于磁悬浮定子17围绕磁悬浮转子18设置的结构进行展开。在此结构下，磁悬浮定子17与磁悬浮转子18之间配置有腔体19，腔体19用于承载磁悬浮转子18。多个位移传感器探头10配置在腔体19上的预设位置。具体来说，腔体19呈圆环状。腔体19外侧壁配置有磁悬浮定子17，腔体19内部凹槽1202放置有磁悬浮转子18，磁悬浮转子18远离磁悬浮定子17的另一侧为腔体19内侧壁。腔体19的内侧壁下方沿周向间隔设有多个径向位移传感器安装孔，每个径向位移传感器安装孔对应安装一个径向位移传感器。腔体19的底部沿周向间隔设有多个轴向位移传感器安装孔，每个轴向位移传感器安装孔对应安装有轴向位移传感器探头。径向位移传感器安装孔与轴向位移传感器安装孔配置为与位移传感器探头10的外壳相匹配，即具有分别与第一台阶部111和第二台阶部112相匹配的两个台阶部。径向位移传感器探头的密封面1110通过O型密封圈1111与径向位移传感器安装孔相对应的台阶部内壁相抵接，轴向位移传感器探头的密封面1110通过O型密封圈1111与轴向位移传感器安装孔相对应的台阶部内壁相抵接，以保证径向位移传感器探头和轴向位移传感器探头与腔体19之间的密封性。径向位移传感器探头的定位面1120与径向位移传感器安装孔相对应的台阶部外壁相抵接，并通过紧固件将径向位移传感器探头固定在腔体19侧壁上，径向位移传感器探头的端面110与腔体19的内壁基本相平齐。轴向位移传感器的定位面1120与轴向位移传感器安装孔相对应的台阶部外壁相抵接，并通过紧固件将轴向位移传感器探头固定在腔体19侧壁上，轴向位移传感器的端面110与腔体19的底部端面110基本相平齐。此外，对于轴向位移传感器探头，若磁悬浮转子18在腔体19内的悬浮高度距腔体19底部的轴向高度较高时，为了保证轴向位移传感器端面110至磁悬浮转子18底部的距离处于轴向位移传感器探头的检测范围之内，保证轴向位移传感器探头的检测精度，轴向位移传感器探头的端面110可配置为高于腔体19底部端面110，即轴向位移传感器探头的传感器组件12部分位于腔体19内，这样便可缩小轴向位移传感器端面110至磁悬浮转子18底部的距离，从而保证检测精度。径向位移传感器探头和轴向位移传感器探头的外壳可配置为标准件，即可根据腔体19的厚度预先设计好金属外壳11每个部分的长度，以使在将径向位移传感器探头和轴向位移传感器探头固定在腔体19上时，径向位移传感器探头和轴向位移传感器探头的端面110与磁悬浮转子18之间的距离处于参考值误差允许范围内，而无需一点点调整径向位移传感器探头和轴向位移传感器探头在腔体19上的位置，使端面110与磁悬浮转子18之间的距离在参考值误差允许范围内，安装较为方便。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (21)

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，所述传感器组件的磁场自所述第一磁芯及第一被测物中穿过形成闭合回路，以检测所述第一被测物的位置信息；

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），所述参考传感器组件的磁场自所述第二磁芯中穿过形成闭合回路，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2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。

11.根据权利要求4所述的位移传感器探头，其特征在于，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。

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。

13.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PCB电路板，所述第一电阻和所述第二电阻均设置在所述PCB电路板上，所述第一电阻与所述传感器组件的第一线圈的引出线电连接，所述第二电阻与所述参考传感器组件的第二线圈的引出线电连接。

14.根据权利要求1所述的位移传感器探头，其特征在于，所述金属外壳的外缘上依次设置有第一台阶部（111）和第二台阶部（112），所述第一台阶部上与所述封闭端的端面相平行的面配置为密封面（1110），所述密封面与所述封闭端的端面之间具有第一轴向距离，所述第二台阶部上与所述封闭端的端面相平行的面配置为定位面（1120），所述定位面与所述密封面之间具有第二轴向距离，所述端面、所述密封面、所述定位面的外径依次增大。

15.根据权利要求14所述的位移传感器探头，其特征在于，所述金属外壳的材质为低导磁率金属，所述低导磁率金属为钛合金、不锈钢。

16.一种位移传感器检测电路，其特征在于，基于权利要求1-15任一项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（23），每个所述桥式电路包括检测桥臂（230）和采样桥臂（231），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（24），用于采集并处理输出信号。

17.根据权利要求16所述的位移传感器检测电路，其特征在于，还包括第三电阻和第四电阻，所述第三电阻和所述第四电阻为可调电阻，所述第三电阻与所述第一电阻串联，所述第四电阻与所述第二电阻串联，所述第三电阻和所述第一电阻串联后的第一端与所述第四电阻和所述第二电阻串联后的第一端电连接于第一节点，所述第三电阻和所述第一电阻串联后的第二端与所述第一线圈的第一端电连接于第三节点，所述第四电阻与所述第二电阻串联后的第二端与所述第二线圈的第一端电连接于第四节点，所述第一线圈的第二端和所述第二线圈的第二端电连接于第二节点。

18.根据权利要求17所述的位移传感器检测电路，其特征在于，所述第一节点和所述第二节点分别配置为桥式电路的两个输入端，所述第三节点和所述第四节点分别配置为桥式电路的两个输出端，所述激励信号源串联于所述两个输入端，以为所述桥式电路提供激励信号，所述电容并联于所述两个输出端，以与所述第一线圈和所述第二线圈构成谐振电路，所述信号处理电路用于处理所述谐振电路的谐振信号，实现对磁悬浮电机中磁悬浮转子位置的检测。

19.一种磁悬浮系统，包括磁悬浮电机，所述磁悬浮电机包括磁悬浮定子（17）和磁悬浮转子（18），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，其特征在于，还包括权利要求16-18任一项所述的位移传感器检测电路。

20.根据权利要求19所述的磁悬浮系统，其特征在于，还包括信号调节盒及控制器，所述信号调节盒与所述位移传感器探头电连接，所述信号调节盒内设有信号调理电路板，所述信号调理电路板上设置有所述激励信号源、所述电容及所述信号处理电路，所述信号调节盒配置为对所述位移传感器探头输出的电信号进行调节处理，所述信号调节盒与所述控制器电连接。

21.根据权利要求19所述的磁悬浮系统，其特征在于，所述磁悬浮转子为环形转子，所述磁悬浮定子围绕所述磁悬浮转子设置，所述磁悬浮定子与所述磁悬浮转子之间配置有腔体（19），多个所述位移传感器探头配置在所述腔体上的预设位置。