CN120907415B - 一种高精度长行程大间隙位移传感器 - Google Patents

一种高精度长行程大间隙位移传感器

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杨艳娟
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Abstract

本发明属于位移传感器技术领域,尤其涉及一种高精度长行程大间隙位移传感器,包括读数头,读数头内等距线性排列有多个磁传感器及信号传输模块,读数头与测量杆组件平行设置,测量杆组件内设有磁体,读数头与测量杆组件之间感应间隙在10‑70毫米之间,读数头通过支撑组件与移动设备连接,读数头跟随移动设备移动时,磁传感器会产生与磁体长度大致相同的线性变化的磁场,通过对线性磁场的解析监测位置变化,使用磁传感器在机械系统中进行位置检测可以实现精确控制,多个磁传感器等距线性排列安装在读数头内,可在较长距离的测量中进行位移解析,在感应间隙为10‑70毫米的情况下,即便移动设备在移动过程中有轻微浮动,也不会影响测量精度。

Description

一种高精度长行程大间隙位移传感器
技术领域
本发明属于位移传感器技术领域,尤其涉及一种高精度长行程大间隙位移传感器。
背景技术
现有的位移传感器多为接触式移动测量,易磨损,且测量行程短,具有精度差的缺点;
如专利申请号为CN202211253945.5位移传感器,所述位移传感器包括主体、伸缩杆、端头和骑缝连接件,主体设有沿第一方向延伸的伸缩腔,伸缩杆的一端位于伸缩腔内,且伸缩杆的一端的外壁面上设有凸出部,伸缩杆相对于主体可沿第一方向移动,端头设在伸缩腔内,端头可止抵凸出部以使伸缩杆的一端位于伸缩腔内,骑缝连接件沿第一方向延伸,骑缝连接件可拆卸地连接在端头和主体之间,但是该技术方案的缺点是接触式移动测量,伸缩杆易磨损,容易造成精度差,且具有测量行程短的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度长行程大间隙位移传感器,以解决现有技术中的问题,具体技术方案如下:
一种高精度长行程大间隙位移传感器,包括读数头,读数头内等距线性排列有多个磁传感器及信号传输模块,读数头与测量杆组件平行设置,测量杆组件内设有磁体,读数头与支撑组件固定安装,支撑组件上设置的调节组件位于读数头下端,读数头与测量杆组件之间感应间隙在10-70毫米之间。
进一步,所述测量杆组件包括测量杆壳体,测量杆壳体一端设有插接管,测量杆壳体另一端设有长槽,相邻两个测量杆壳体之间通过插接管插接,相邻两个测量杆壳体插接处两端通过紧固螺钉固定,相邻两个测量杆壳体插接处上端通过长螺杆与螺母一固定,长螺杆上端通过两个螺母二固定在支架上,测量杆壳体内设有磁体。
进一步,所述支撑组件包括左支撑组件和右支撑组件,左支撑组件和右支撑组件分别固定安装在读数头两侧,左支撑组件和右支撑组件结构一致,左支撑组件包括支撑架一,支撑架一与齿轮杆三转动连接,支撑架一与调节组件转动连接,齿轮杆三与调节组件啮合传动,齿轮杆三内螺纹连接有内螺杆,内螺杆上端固定有支撑板一,支撑板一与支撑架二固定连接,支撑架二与支撑架一滑动连接,支撑架二内设有凸块,左支撑组件和右支撑组件中的支撑架二分别支撑在读数头两侧,两个凸块分别插接在读数头两侧的定位槽内。
进一步,所述调节组件包括齿轮杆一和齿轮杆二,齿轮杆一与齿轮杆二滑动连接,齿轮杆一与左支撑组件中的齿轮杆三啮合传动,齿轮杆一与左支撑组件中的支撑架一转动连接,齿轮杆二与右支撑组件中的齿轮杆三啮合传动,齿轮杆二与右支撑组件中的支撑架一转动连接,齿轮杆二与转钮固定连接。
进一步,所述支撑架一上设有四个滑轮组件,其中两个滑轮组件通过两组调节螺母一固定在支撑架一上,另外两个滑轮组件通过两组调节螺母二分别固定在两个滑块上,两个滑块均滑动在支撑架一上,支撑架一外侧设有刻度线一,滑块上设有指针,指针前端指向刻度线一。
进一步,所述滑轮组件包括滑轮杆,滑轮杆通过两个调节螺母一固定在支撑架一上,滑轮杆与滑轮转动连接处设有轴承,滑轮与测量杆壳体转动连接。
进一步,所述左支撑组件前端设有铲板组件,铲板组件包括铲板,铲板上端与支撑架一上端转动连接,铲板下端与测量杆壳体滑动连接,铲板与支撑架一转动连接处设有扭簧。
进一步,所述支撑架二侧面安装有间隙测量组件,间隙测量组件包括转轮一,转轮一转动连接在测量杆壳体下端,转轮一与滑杆转动连接,滑杆上设有刻度线二,滑杆滑动在支撑凸块内,支撑凸块固定在支撑架二上,滑杆下端与支撑凸块之间设有弹簧。
进一步,所述左支撑组件与右支撑组件之间设有读数头适配组件,读数头适配组件包括支撑框架,支撑框架内转动连接有齿轮二,齿轮二两侧分别与两个齿条啮合传动,两个齿条端部分别固定在两个支撑架一上,支撑框架与压杆滑动连接,压杆中部设置的六边柱插接在齿轮二内设置的六边槽内,压杆与调节螺杆螺纹连接,调节螺杆与支撑框架转动连接,支撑框架上端滑动连接有滑架,读数头中部插接在滑架内。
本发明的优点在于:
1.读数头通过支撑组件连接到移动设备上,读数头跟随移动设备移动时,磁传感器会产生与磁体长度大致相同的线性变化的磁场,通过对线性磁场的解析监测位置变化,使用磁传感器在机械系统中进行位置检测可以实现精确控制,多个磁传感器等距线性排列安装在读数头内,可在较长距离的测量中进行位移解析,并提供无接触反馈,提高了整体可靠性和耐用性。
2.读数头与测量杆组件之间感应间隙在10-70毫米之间,实现大间隙测量,移动设备在移动过程中有轻微浮动时,也不会影响测量精度。
3.本方案采用高灵敏度大范围的磁传感器,如AMR\TMR型号磁传感器,采用体积大的磁体加强磁场强度,如N38磁体,实现磁传感器与磁体之间的间隙在10-70毫米的范围,均能正确解析位移数据,通过调节组件调控保护框架组件与读数头之间的间隙距离。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图一;
图2为图1中A处局部放大图;
图3为本发明的整体结构示意图二;
图4为图3中B处局部放大图;
图5为本发明的读数头适配组件结构示意图;
图6为本发明的调节组件结构示意图;
图7为图6中C处局部放大图;
图8为本发明的支撑组件结构示意图一;
图9为本发明的支撑组件结构示意图二;
图10为本发明的支撑组件结构示意图三;
图中标记说明:
测量杆壳体1;插接管2;长槽3;密封圈4;长螺杆5;螺母一6;紧固螺钉7;支架8;螺母二9;转钮10;齿轮杆一11;齿轮杆二12;支撑架一13;齿轮杆三14;内螺杆15;支撑板一16;支撑架二17;凸块18;读数头19;滑轮杆20;轴承21;滑轮22;调节螺母一23;刻度线一24;滑块25;调节螺母二26;支撑板二27;调节螺钉28;指针29;铲板30;扭簧31;转轮一32;滑杆33;支撑凸块34;弹簧35;支撑框架36;齿轮二37;齿条38;压杆39;调节螺杆40;滑架41。
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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
如图1-图10所示,一种高精度长行程大间隙位移传感器,包括读数头,读数头内等距线性排列有多个磁传感器及信号传输模块,读数头与测量杆组件平行设置,测量杆组件内设有磁体,读数头与支撑组件固定安装,支撑组件上设置的调节组件位于读数头下端,读数头与测量杆组件之间感应间隙在10-70毫米之间;
上述技术方案的工作原理:读数头19通过支撑组件连接到移动设备上,读数头19跟随移动设备移动时,磁传感器会产生与磁体长度大致相同的线性变化的磁场,通过对线性磁场的解析监测位置变化,使用磁传感器在机械系统中进行位置检测可以实现精确控制,多个磁传感器等距线性排列安装在读数头内,可在较长距离的测量中进行位移解析,并提供无接触反馈,提高了整体可靠性和耐用性;
读数头与测量杆组件之间感应间隙在10-70毫米之间,实现大间隙测量,移动设备在移动过程中有轻微浮动时,也不会影响测量精度;
进一步地,在进行位移解析时,首先根据间隙距离进行影响分析,并通过如下公式进行有效气隙估算场退化计算:
其中,为有效气隙估算场退化数据,为支撑组件中残余磁感应,其单位为G;为磁体长度,其单位为mm;为间隙距离,其单位为mm;为磁体半径,其单位为 mm,进而针对磁传感器基于有效气隙估算场退化数据推算出合适大小的磁体,在磁传感器阵列之间的间距S和磁体尺寸选定的情况下,磁传感器阵列中受磁场影响只有四个磁传感器发生动作,其它磁传感器无动作,将发生动作的磁传感器按照顺序记作动作磁传感器一、动作磁传感器二、动作磁传感器三、动作磁传感器四,然后采用自适应间隙算法根据动作磁传感器的输出数据进行数据处理特征分析,通过实验分析确定在磁体间隙一定的情况下移动磁体位移时,只有动作磁传感器一和动作磁传感器四在磁体间隙一定的情况下移动磁体位移时计算出的第一误差因子的稳定性最好,为保证磁传感器的第一误差因子的稳定,根据动作磁传感器一和动作磁传感器四通过如下公式进行磁传感器的误差补偿分析,得到磁传感器的第一误差因子:
其中,为动作磁传感器一在磁体的影响下输出的磁场变化数据值;为动作磁传感器四在磁体的影响下输出的磁场变化数据值; 为第一中间量;为第二中间量;为特征值;为磁传感器的第一误差因子。接着,针对磁传感器获取理想状态下的输出值,得到动作磁传感器理想输出值,将动作磁传感器理想输出值结合动作磁传感器实际输出值进行磁传感器灵敏度误差确定,同时基于磁场情况获取动作磁传感器偏移误差,从而根据动作磁传感器偏移和灵敏度通过如下公式进行动作磁传感器误差分析,得到动作磁传感器的第二误差因子:
其中,为动作磁传感器理想输出值;为动作磁传感器灵敏度误差;为动作磁传感器偏移误差;为动作磁传感器的第二误差因子。
接着,利用动作磁传感器的第一误差因子和动作磁传感器的第二误差因子通过针对动作磁传感器的输出数据进行校正,其中,为动作磁传感器校正后的输出数据,为动作磁传感器的输出数据,为动作磁传感器的第一误差因子,为动作磁传感器的第二误差因子;然后再利用MATLAB将动作磁传感器校正后的输出数据拟合为对应的位移,并采用麦夸特法和通用全局优化法对位移进行分析,得到位移解析数据。其中,利用MATLAB将校正后的动作磁传感器输出数据拟合为对应的位移时,实验发现,多个动作传感器数据点很难回归到一条曲线,导致偏差较大,而采用3组动作磁传感器的输出数据进行拟合的效果最好,因此,采用MATLAB对多个动作磁传感器的输出数据进行拟合分析得到拟合公式时,在动作磁传感器的输出数据中选择动作磁传感器一的输出数据,动作磁传感器二的输出数据和动作磁传感器三的输出数据进行细分位移拟合,针对动作磁传感器一的输出数据,动作磁传感器二的输出数据和动作磁传感器三的输出数据拟合对应的细分位移即可得到如下拟合公式:;其中,为细分位移值拟合结果,其分辨率达到0.01毫米,为动作磁传感器一的输出数据,为动作磁传感器二的输出数据,为动作磁传感器三的输出数据,再根据进行总位移分析计算,Y为磁体在磁传感器阵列上移动的总位移,为细分位移值拟合结果,N为最大的动作磁传感器的编号数,S为磁传感器阵列间距。
上述只对动作磁传感器数据校正,其它传感器没动作且在计算上无使用则无需使用校准,而且通过动作磁传感器的第一误差和动作磁传感器的第二误差分析充分考虑间隙距离对位移误差的影响以及动作磁传感器自身对位移误差的影响,使得在位移解析时利用动作磁传感器的第一误差因子和动作磁传感器的第二误差因子进行校正,通过第二误差因子消除不同动作磁传感器本身产生的误差,使得动作磁传感器输出数据准确性得到统一,有效减小位移解析过程中动作磁传感器的输出数据的误差,保障位移解析的精准性。
本方案采用高灵敏度大范围的磁传感器,如AMR\TMR型号磁传感器,采用体积大的磁体加强磁场强度,如N38磁体,实现磁传感器与磁体之间的间隙在10-70毫米的范围,均能正确解析位移数据,通过调节组件调控保护框架组件与读数头19之间的间隙距离。
实施例二
如图1-图10所示,所述测量杆组件包括测量杆壳体1,测量杆壳体1一端设有插接管2,测量杆壳体1另一端设有长槽3,相邻两个测量杆壳体1之间通过插接管2插接,相邻两个测量杆壳体1插接处两端通过紧固螺钉7固定,相邻两个测量杆壳体1插接处上端通过长螺杆5与螺母一6固定,长螺杆5上端通过两个螺母二9固定在支架8上,测量杆壳体1内设有磁体;
上述技术方案的工作原理:相邻两个测量杆壳体1安装方式为,将长螺杆5从右侧测量杆壳体1的插接管2内向上穿出,将右侧测量杆壳体1的插接管2插入左侧测量杆壳体1设有长槽3一端,长螺杆5移进长槽3内,通过螺母一6将右侧测量杆壳体1的插接管2与左侧测量杆壳体1设有长槽3一端固定,相邻两个测量杆壳体1插接处两端通过紧固螺钉7固定,长螺杆5上端通过两个螺母二9固定在支架8上,多个测量杆壳体1均通过上述方式固定连接,进而将多个测量杆壳体1固定连接,多个磁传感器等距线性排列安装在多个测量杆壳体1连接成的长管内,实现长行程位移测量;
相邻两个测量杆壳体1之间设有密封圈4,密封圈4防止雨水进入测量杆壳体1内,防止磁传感器与雨水接触损坏,减少其使用寿命。
实施例三
如图1-图10所示,所述支撑组件包括左支撑组件和右支撑组件,左支撑组件和右支撑组件分别固定安装在读数头19两侧,左支撑组件和右支撑组件结构一致,左支撑组件包括支撑架一13,支撑架一13与齿轮杆三14转动连接,支撑架一13与调节组件转动连接,齿轮杆三14与调节组件啮合传动,齿轮杆三14内螺纹连接有内螺杆15,内螺杆15上端固定有支撑板一16,支撑板一16与支撑架二17固定连接,支撑架二17与支撑架一13滑动连接,支撑架二17内设有凸块18,左支撑组件和右支撑组件中的支撑架二17分别支撑在读数头19两侧,两个凸块18分别插接在读数头19两侧的定位槽内;
上述技术方案的工作原理:通过调节组件带动左支撑组件和右支撑组件内的齿轮杆三14同步转动,带动两个内螺杆15上升或者下降,带动两个支撑板一16上升或者下降,带动两个支撑架二17上升或者下降,进而带动读数头19上升或者下降,进而改变磁体与磁传感器之间的距离,可根据实际需求进行调节。
实施例四
如图1-图10所示,所述调节组件包括齿轮杆一11和齿轮杆二12,齿轮杆一11与齿轮杆二12滑动连接,齿轮杆一11与左支撑组件中的齿轮杆三14啮合传动,齿轮杆一11与左支撑组件中的支撑架一13转动连接,齿轮杆二12与右支撑组件中的齿轮杆三14啮合传动,齿轮杆二12与右支撑组件中的支撑架一13转动连接,齿轮杆二12与转钮10固定连接;
上述技术方案的工作原理:转动转钮10,带动齿轮杆二12转动,带动齿轮杆一11转动,带动两个齿轮杆三14同步转动,带动两个支撑板一16同步上升或者下降,带动两个支撑架二17同步上升或者下降,进而带动读数头19上升或者下降,由于读数头19两端同步运动,使得读数头19上升或者下降平稳。
实施例五
如图1-图10所示,所述支撑架一13上设有四个滑轮组件,其中两个滑轮组件通过两组调节螺母一23固定在支撑架一13上,另外两个滑轮组件通过两组调节螺母二26分别固定在两个滑块25上,两个滑块25均滑动在支撑架一13上,支撑架一13外侧设有刻度线一24,滑块25上设有指针29,指针29前端指向刻度线一24;
所述滑轮组件包括滑轮杆20,滑轮杆20通过两个调节螺母一23固定在支撑架一13上,滑轮杆20与滑轮22转动连接处设有轴承21,滑轮22与测量杆壳体1转动连接;
上述技术方案的工作原理:通过四个滑轮组件使读数头19在移动过程中,测量杆壳体1升高,读数头19跟随升高,测量杆壳体1下降,读数头19跟随下降,保证始终读数头19与测量杆壳体1之间的间隙保持固定,保证了测量的精度;
通过调节两组调节螺母一23和两组调节螺母二26,进而改变滑轮22距离支撑架一13内壁之间的距离,进而适配不同宽度的测量杆壳体1;
通过转动调节螺钉28,带动支撑板二27上升或者下降,带动滑块25在支撑架一13上滑动,带动滑块25内的滑轮组件上升或者下降,进而适配不同高度的测量杆壳体1;
滑块25上设有指针29,通过指针29前端指在刻度线一24的具体刻度,可适配测量杆壳体1具体高度。
实施例六
如图1-图10所示,所述左支撑组件前端设有铲板组件,铲板组件包括铲板30,铲板30上端与支撑架一13上端转动连接,铲板30下端与测量杆壳体1滑动连接,铲板30与支撑架一13转动连接处设有扭簧31;
上述技术方案的工作原理:铲板30可将测量杆壳体1上端的灰尘等杂质铲掉,防止滑轮22在测量杆壳体1上转动受到影响,测量杆壳体1的宽度比读数头19的宽度大,并且读数头19设置在测量杆壳体1下端,可有效减少雨水和灰尘落在测量杆壳体1与读数头19之间,提高位移测量的精准度。
实施例七
如图1-图10所示,所述支撑架二17侧面安装有间隙测量组件,间隙测量组件包括转轮一32,转轮一32转动连接在测量杆壳体1下端,转轮一32与滑杆33转动连接,滑杆33上设有刻度线二,滑杆33滑动在支撑凸块34内,支撑凸块34固定在支撑架二17上,滑杆33下端与支撑凸块34之间设有弹簧35;
上述技术方案的工作原理:转轮一32上端抵在测量杆壳体1下端,支撑凸块34对应滑杆33上刻度线二的刻度位置即为测量杆壳体1与读数头19之间的间隙距离,当测量杆壳体1与读数头19之间的距离被调节减小时,测量杆壳体1挤压转轮一32下移,带动滑杆33下移,带动弹簧35被拉伸,带动支撑凸块34对应滑杆33上刻度线二的刻度数值减小;
由于转轮一32转动连接在测量杆壳体1下端,即便读数头19在移动过程中,也可进行间隙调节和间隙数值测量及显示,灵活且方便。
实施例八
如图1-图10所示,所述左支撑组件与右支撑组件之间设有读数头适配组件,读数头适配组件包括支撑框架36,支撑框架36内转动连接有齿轮二37,齿轮二37两侧分别与两个齿条38啮合传动,两个齿条38端部分别固定在两个支撑架一13上,支撑框架36与压杆39滑动连接,压杆39中部设置的六边柱插接在齿轮二37内设置的六边槽内,压杆39与调节螺杆40螺纹连接,调节螺杆40与支撑框架36转动连接,支撑框架36上端滑动连接有滑架41,读数头19中部插接在滑架41内;
上述技术方案的工作原理:转动调节螺杆40,带动压杆39上移,带动压杆39中部设置的六边柱上移,六边柱从齿轮二37内设置的六边槽内移出,转动齿轮二37,带动两个齿条38向相反方向移动,带动左支撑组件和右支撑组件向相反的方向移动,带动两个凸块18分别与读数头19两端的定位槽分离,带动两个支撑架二17分别与读数头19两端分离开,向外拉动滑架41,带动读数头19向外移动,进而将读数头19移动到测量杆壳体1外侧,可对读数头19进行检修或者上拉取出进行更换;
读数头19检修或者更换完成后,重新将读数头19移动到测量杆壳体1下端,向相反的方向转动齿轮二37,带动两个齿条38向相近方向移动,带动左支撑组件和右支撑组件向相近的方向移动,带动两个凸块18分别插接进读数头19两端的定位槽,带动两个支撑架二17分别抵在读数头19两端,进而将读数头19固定在测量杆壳体1下方,方便读数头19移动、检修或者更换,尤其适配大重量的读数头19;
支撑架一13和支撑框架36均可固定在移动设备上,支撑架一13上设置的定位长槽,螺钉可穿过定位长槽与移动设备固定,当需要调节两个支撑架一13之间的距离时,可将螺钉拧松,支撑架一13在移动设备上滑动调节;
由于左支撑组件与右支撑组件之间的距离可调节,即两个支撑架一13之间的距离可调节,支撑架二17之间的距离可调节,进而可适配不同长度的读数头19。
可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种高精度长行程大间隙位移传感器,其特征在于,包括读数头(19),读数头(19)内等距线性排列有多个磁传感器及信号传输模块,读数头(19)与测量杆组件平行设置,测量杆组件内设有磁体,读数头(19)与支撑组件固定安装,支撑组件上设置的调节组件位于读数头(19)下端,读数头(19)与测量杆组件之间感应间隙在10-70毫米之间;
磁传感器阵列中受磁场影响只有四个磁传感器发生动作,其它磁传感器无动作,将发生动作的磁传感器按照顺序记作动作磁传感器一、动作磁传感器二、动作磁传感器三、动作磁传感器四,然后采用自适应间隙算法根据动作磁传感器的输出数据进行数据处理特征分析,通过实验分析确定在磁体间隙一定的情况下移动磁体位移时,只有动作磁传感器一和动作磁传感器四在磁体间隙一定的情况下移动磁体位移时计算出的第一误差因子的稳定性最好,为保证磁传感器的第一误差因子的稳定,根据动作磁传感器一和动作磁传感器四通过如下公式进行磁传感器的误差补偿分析,得到磁传感器的第一误差因子:
其中,为动作磁传感器一在磁体的影响下输出的磁场变化数据值;为动作磁传感器四在磁体的影响下输出的磁场变化数据值; 为第一中间量;为第二中间量;为特征值;为磁传感器的第一误差因子,接着,针对磁传感器获取理想状态下的输出值,得到动作磁传感器理想输出值,将动作磁传感器理想输出值结合动作磁传感器实际输出值进行磁传感器灵敏度误差确定,同时基于磁场情况获取动作磁传感器偏移误差,从而根据动作磁传感器偏移和灵敏度通过如下公式进行动作磁传感器误差分析,得到动作磁传感器的第二误差因子:
其中,为动作磁传感器理想输出值;为动作磁传感器灵敏度误差;为动作磁传感器偏移误差;为动作磁传感器的第二误差因子;
利用动作磁传感器的第一误差因子和动作磁传感器的第二误差因子通过针对动作磁传感器的输出数据进行校正,其中,为动作磁传感器校正后的输出数据,为动作磁传感器的输出数据,为动作磁传感器的第一误差因子,为动作磁传感器的第二误差因子;然后再利用MATLAB将动作磁传感器校正后的输出数据拟合为对应的位移。
2.根据权利要求1所述的一种高精度长行程大间隙位移传感器,其特征在于,所述测量杆组件包括测量杆壳体(1),测量杆壳体(1)一端设有插接管(2),测量杆壳体(1)另一端设有长槽(3),相邻两个测量杆壳体(1)之间通过插接管(2)插接,相邻两个测量杆壳体(1)插接处两端通过紧固螺钉(7)固定,相邻两个测量杆壳体(1)插接处上端通过长螺杆(5)与螺母一(6)固定,长螺杆(5)上端通过两个螺母二(9)固定在支架(8)上,测量杆壳体(1)内设有磁体。
3.根据权利要求2所述的一种高精度长行程大间隙位移传感器,其特征在于,所述支撑组件包括左支撑组件和右支撑组件,左支撑组件和右支撑组件分别固定安装在读数头(19)两侧,左支撑组件包括支撑架一(13),支撑架一(13)与齿轮杆三(14)转动连接,支撑架一(13)与调节组件转动连接,齿轮杆三(14)与调节组件啮合传动,齿轮杆三(14)内螺纹连接有内螺杆(15),内螺杆(15)上端固定有支撑板一(16),支撑板一(16)与支撑架二(17)固定连接,支撑架二(17)与支撑架一(13)滑动连接,支撑架二(17)内设有凸块(18),左支撑组件和右支撑组件中的支撑架二(17)分别支撑在读数头(19)两侧,两个凸块(18)分别插接在读数头(19)两侧的定位槽内。
4.根据权利要求3所述的一种高精度长行程大间隙位移传感器,其特征在于,所述调节组件包括齿轮杆一(11)和齿轮杆二(12),齿轮杆一(11)与齿轮杆二(12)滑动连接,齿轮杆一(11)与左支撑组件中的齿轮杆三(14)啮合传动,齿轮杆一(11)与左支撑组件中的支撑架一(13)转动连接,齿轮杆二(12)与右支撑组件中的齿轮杆三(14)啮合传动,齿轮杆二(12)与右支撑组件中的支撑架一(13)转动连接,齿轮杆二(12)与转钮(10)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种高精度长行程大间隙位移传感器,其特征在于,所述支撑架一(13)上设有四个滑轮组件,其中两个滑轮组件通过两组调节螺母一(23)固定在支撑架一(13)上,另外两个滑轮组件通过两组调节螺母二(26)分别固定在两个滑块(25)上,两个滑块(25)均滑动在支撑架一(13)上,支撑架一(13)外侧设有刻度线一(24),滑块(25)上设有指针(29),指针(29)前端指向刻度线一(24)。
6.根据权利要求5所述的一种高精度长行程大间隙位移传感器,其特征在于,所述滑轮组件包括滑轮杆(20),滑轮杆(20)通过两个调节螺母一(23)固定在支撑架一(13)上,滑轮杆(20)与滑轮(22)转动连接处设有轴承(21),滑轮(22)与测量杆壳体(1)转动连接。
7.根据权利要求6所述的一种高精度长行程大间隙位移传感器,其特征在于,所述左支撑组件前端设有铲板组件,铲板组件包括铲板(30),铲板(30)上端与支撑架一(13)上端转动连接,铲板(30)下端与测量杆壳体(1)滑动连接,铲板(30)与支撑架一(13)转动连接处设有扭簧(31)。
8.根据权利要求7所述的一种高精度长行程大间隙位移传感器,其特征在于,所述支撑架二(17)侧面安装有间隙测量组件,间隙测量组件包括转轮一(32),转轮一(32)转动连接在测量杆壳体(1)下端,转轮一(32)与滑杆(33)转动连接,滑杆(33)上设有刻度线二,滑杆(33)滑动在支撑凸块(34)内,支撑凸块(34)固定在支撑架二(17)上,滑杆(33)下端与支撑凸块(34)之间设有弹簧(35)。
9.根据权利要求8所述的一种高精度长行程大间隙位移传感器,其特征在于,所述左支撑组件与右支撑组件之间设有读数头适配组件,读数头适配组件包括支撑框架(36),支撑框架(36)内转动连接有齿轮二(37),齿轮二(37)两侧分别与两个齿条(38)啮合传动,两个齿条(38)端部分别固定在两个支撑架一(13)上,支撑框架(36)与压杆(39)滑动连接,压杆(39)中部设置的六边柱插接在齿轮二(37)内设置的六边槽内,压杆(39)与调节螺杆(40)螺纹连接,调节螺杆(40)与支撑框架(36)转动连接,支撑框架(36)上端滑动连接有滑架(41),读数头(19)中部插接在滑架(41)内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113310393A (zh) * 2020-02-26 2021-08-27 霍尼韦尔有限公司 在电磁干扰的存在下的高精度和高稳定性磁位移传感器

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