CN1253619A - 一种具有透磁的磁通量导向标板的角位移传感器 - Google Patents

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Abstract

一角位移传感器包括高透磁的标板,该标板最好能够将交变磁场的磁通量导入两个或更多芯棒中的一个内。交变磁场包括在环绕芯棒的次级线圈内产生的电压。通过差动连接成对的次级线圈而得到输出信号,该输出信号随标板相对轴线的角度之变化而改变。通过选择不同形状的标板,使输出电压随角度呈正弦波或三角形波变化。根据本发明的传感器不仅坚固、精确,而且结构简单。

Description

一种具有透磁的磁通量导向标板的角位移传感器
本发明涉及一种用于测定部件之角位移的装置，例如用于测定一轴相对其轴线的角位移。
可输出一个表示部件(例如轴)之转角的信号的角位移传感器已被广泛应用于工业。被称为“解算装置”的各种增量式光学解码器和全值式光学解码器及电磁式或感应式角度传感器已是公知的。但光学解码器价格高、易碎和/或角度分辨率低。
一些电磁式角位移传感器涉及将线圈安装在邻近固定线圈的转动部件上。当旋转线圈转动时，固定线圈与转动线圈之间的电磁耦合产生变化。这种变化将使产生于一个线圈中的感应电势发生改变，而所述的感应电势是由另一线圈中的信号产生的。这些装置的几何形状通常会使这些装置产生一个随角度变化而成正弦改变的电输出。
现有的角位移传感器存在几个问题。其中一个问题在于：根据现有技术的精确传感器结构复杂，而且造价较高。现有角位移传感器的另一问题在于：电输出信号与所测角度之间的关系不能通过简单的计算推导出来。许多这样的传感器不能输出可随角度的变化而线性变化的模拟信号。如上所述，大部分模拟传感器都只能产生一个随角度变化而呈正弦变化的输出。第三个问题在于：现有技术不能提供一种可设置于轴心上而且价格合理、精确度高的角度传感器。第四个问题在于：大部分现有的传感器不能容易地测定两轴之间的相对角位移。第五个问题在于：许多已有的角位移传感器都易碎和/或当潮湿时，不能正常工作。现有的传感器还不能应用于存在较大振动或潮湿的环境中。
因此，就需要一种简单、坚固、精确的角位移传感器。尤其是需要一种所产生的电输出信号与所测角度成线性关系的简单、坚固、精确的角位移传感器。而且还需要一种所产生的输出信号与所测角度成正弦关系或其它关系的简单、坚固、精确的角位移传感器。
本发明提供一种角位移传感器，这种传感器可克服存在于现有角位移传感器中的缺陷。本发明的第一方面在于提供一种用于测量部件之角位移的传感器。该传感器包括一环形的第一电极，该电极由高磁导率的材料制成并相对一轴线对中；一第二电极，该电极由高磁导率的材料制成并通过一间隙与第一电极隔开；一初级线圈，该线圈用于产生交变磁场，交变磁场的磁力线穿过第一和第二电极及间隙延伸；一标板，设置于第一和第二电极之间的间隙内，该标板可绕一轴线转动并包含高磁导率的材料。第一电极包括一，该环形盖部分包括多个隔开的扇形部分和分别与每个扇形部分连接的芯棒。次级线圈卷绕在各个芯棒上。
在本发明的一个最佳实施例中，标板为半环形。在本发明的另一最佳实施例中，标板为月牙形。
本发明的另一方面在于提供一种用于测量标板相对轴的角位移的传感器。这种传感器包括：一壳体，该壳体包括第一和第二环形的端面和一圆柱形的侧面，第一和第二环形的端面和一圆柱形的侧面包含高导磁性材料，所述端面相对轴线对中；设置于壳体内的环状初级线圈，该初级线圈沿邻近所述侧面的第一端面之圆周延伸；设置于壳体内的第一电极，第一电极包括一平面型的环形盖，该盖相对轴线对中并包括一对或多对相对的扇形部分，每个扇形部分分别通过芯棒与一个端面连接，所述盖及各个芯棒都包含高导磁性的材料；一设置于壳体内的第二电极，第二电极与另一端面连接，并通过一间隙与第一电极隔开，第二电极包含高导透性材料；一次级线圈，该线圈卷绕在各个芯棒上；一标板，该标板由高透磁的半环形板制成，其可绕轴线在间隙内转动，标板的厚度等于间隙的宽度；以及振荡器，该振荡器与初级线圈相连接。振荡器使初级线圈在壳体内产生一个交变磁场。该交变磁场穿过第一电极、标板和第二电极，并在次级线圈内产生交变电压。各次级线圈内的交变电压值随标板和与各次级线圈相连接的扇形部分的重叠程度而变化。
本发明的再一方面是提供一种用于测量第一和第二轴之角位移的传感器。这种传感器包括环形的第一和第二电极。每个电极都包括一环形盖部分和一芯棒，环形盖部分包括多个隔开的扇形部分，每个扇形部分都包含高磁导率的材料，芯棒也包含高磁导率的材料并与各个扇形部分连接。这种传感器还包括：设置于第一和第二电极之间的透磁部件，该部件通过第一和第二间隙与第一和第二电极隔开；用于产生交变磁场的初级线圈，该磁场的磁力线穿过所述的第一和第二电极、透磁部件和第一、第二间隙；一第一标板，用于与第一轴一起转动，该第一标板设置于所述的第一间隙内，标板被安装以使其绕第一电极的轴线转动，该标板包含高磁导率的材料；一第二标板，可与第二轴一起转动，该第二标板设置于所述的第二间隙内，并可绕第二电极的轴线转动，该标板包含高磁导率的材料；一高透磁通道，该通道在所述第一电极的芯棒与所述第二电极的芯棒之间延伸；一次级线圈，该次级线圈卷绕在所述第一电极和第二电极的芯棒上。
本发明的又一方面包括一种用于测量部件环绕轴线的角位移的方法。该方法包括以下步骤：产生一个交变磁场；使该交变磁场穿过一对电极及电极之间的间隙延伸，第一电极包括两个或多个扇形部分，每个扇形部分都包括一穿过次级线圈的芯棒；在间隙内移动高透磁标板，以引导所有的磁力线穿过间隙进入第一和第二电极邻近标板的部分内；测量在成对的次级线圈中产生的电压值之差。
附图中示出了本发明的具体实施例，但附图对本发明的保护范围不起任何限定作用。附图：
图1示出了根据本发明之角位移传感器的局部剖视图；
图2为沿剖面线2-2的横向剖视图；
图3为沿剖面线3-3的横向剖视图
图4为一示意图，该图示出了设置于图1之传感器中的线圈的电气连接；
图5为一曲线图，该图示出了图1之传感器的输出电压与角度的函数关系；
图6为图1之传感器中的磁通道的示意图；
图7A为叠置于电极上的半圆形标板的平面视图；
图7B为叠置于电极上的另一种标板的平面视图，其中标板可与本发明一起使用；
图8为一曲线图，该图示出了图1之传感器的输出电压与图7B之标板角度的函数关系；
图9A为包括四个部分的第一电极的平面视图，其中第一电极可与本发明一起使用；
图9B为包括六个部分的第一电极的平面视图，其中第一电极可与本发明一起使用
图10A为一曲线图，该图示出了装配有图9A所示之第一电极的输出电压与图7B之标板角度之间的函数关系；
图10B为一曲线图，该图示出了装配有图9B所示之第一电极的输出电压与图7B之标板角度之间的函数关系；
图11为根据本发明之传感器的横向剖视图，其中该传感器包括两个可互换的第一电极；
图12为根据本发明之一个实施例的横向剖视图，该装置可用于测量两轴之间的相对角度。
本发明提供一种角位移传感器，在该传感器中，输出电压决定于通过每两个或更多个次级线圈的振荡磁场的相对磁通量。高磁导率的标板与要被测量角度的部件相连接，并且通过标板将磁场优先导入一个或多个次级线圈内，从而使通过次级线圈的相对磁通量随标板之角度位置的变化而改变。
图1示出了根据本发明之传感器20的一个基本实施例的剖视图，其中传感器20用于测量轴21绕轴线23的转角。传感器20包括一壳体22，壳体22包括圆柱形的侧面26和环形的端面28、30。壳体22或衬有高透磁材料，或包含高透磁材料，或由高透磁材料制成。这种材料可以是透磁合金或超导磁合金。在图1的实施例中，高透磁材料以涂层32的形式设置于壳体22的内表面上。
在本申请中，“高透磁”是指磁导率至少为500，最好超过2,500。例如，现有的透磁材料之磁导率已超过20,000。总之，上述具有高磁导率的部件其磁导率最好能够尽可能地高。
壳体22内设置有一第一电极40和一第二电极44，电极40与44被一间隙48隔开。间隙48的宽度为W1。第一和第二电极40和44最好设置有与间隙48正队的平面型表面。更好的情形是使第一和第二电极40和44正队的表面垂直于轴线23。电极40和44的表面并非必须是平面型的，电极40和44也可相对轴线23环形对称。
第二电极44可以是壳体22之端面28的一部分，如图所示。或者，第二电极44从壳体22的端面28向里凸出。第一和第二电极40、44最好都由高导磁性的材料制成。
第一电极40包括一环形的盖46，盖46被分成两个C形的部分46A和46B(图3)。C形部分46A和46B优先选用半环形。而且C形部分46A和46B不互相接触。C形部分46A和46B分别通过芯棒50A和50B与壳体22的端面30相连接。C形部分46A和46B之间的空间47之磁导率远小于芯棒50的磁导率。空间47内的介质可以是空气或其它低磁导率的介质。总之，空间47应该尽可能地窄，以保持穿过空间47的磁阻，空间47的磁阻远大于从C形部分46A和46B之表面上的任一点通过相关芯棒50A或50B延伸的通道之磁阻。
一标板52在电极40和44之间的间隙48内固定于轴21上。标板52包含高导磁性的材料。标板52最好为板材，并最好具有平行的表面，其表面的形状由标板52的周边所限定。标板52的厚度W2最好约等于W1。标板52通过一狭缝48A与第一电极40隔开。标板52的表面和用于限定间隙48A的第一电极40最好平行。
如图2所示，在本发明的一个最佳实施例中，标板52为半环形。标板52可被固定、安装或嵌装在一个圆盘54上，圆盘54从装配在轴21上的轴套56呈凸缘状延伸。在图1的实施例中，圆盘54还形成壳体22的端壁28。圆盘54与侧壁26被一狭窄的环形间隙55略微隔开，从而使圆盘54可相对壳体22的其它部分自由转动。间隙55一般为空气隙。由于空气不具有高导磁性，因此间隙55可被作得很窄，以使其具有合适的低磁阻。另外，间隙55为环形对称的，从而使其磁阻不随圆盘54之转角的改变而变化。
用于产生振荡磁场的初级线圈60或其它装置设置于壳体22内。初级线圈60最好设置于侧面26与端面28的接合处或侧面26与端面30的接合处。次级线圈(整体由62表示)卷绕在各个芯棒50上。次级线圈62A卷绕在与C形部分46A相连接的芯棒50A上。次级线圈62B卷绕在与C形部分46B相连接的芯棒50B上，如图4所示。如图4所示，次级线圈62A与62B分别以不同方式被连接。如图4所示，一振荡器70与初级线圈60相连接。
图1的传感器操作如下。振荡器70在初级线圈60内产生一个交变电流。对振荡器70的频率要求不很严格，但其频率最好落入50赫兹到1600赫兹的范围内。也可使用超出该频率范围的振荡器。
初级线圈60内的交变电流在壳体22内产生一个交变磁场。该交变磁场沿环绕初级线圈60的电路延伸，该磁场由磁力线65表示，如图6所示。由于磁力线65将向高磁导率的材料集中，因此由初级线圈60产生的磁力线65主要存在于壳体22之内表面上的高导磁性的涂层32上。磁力线在一环路内延伸，所述环路是指沿侧壁26、间隙55、第二电极44，经标板52通过间隙48A延伸至第一电极40的线路。间隙55的磁阻一般远小于间隙48A的磁阻。经过标板52进入第一电极40之盖体部分46内的磁通量在间隙48A内均匀分布。间隙48A和55最好很小，以使间隙48A和55所形成的磁阻最小并使通过壳体22的磁通量损失最少。由于图1之结构的对称性，因此使大部分磁通量损失得以平衡，而且不会对传感器20的精确度产生很大影响。
由线圈60产生的磁力线65穿过标板52，并穿过第一电极40的环形盖46。几乎所有穿过环形盖46的磁力线都要经过一个芯棒50，因为芯棒50形成了一条通向端面30之涂层32的具有更高透磁性的路线，与其它路线相比，这条路线具有高得多的透磁性。
穿过芯棒50的振荡磁场在次级线圈62内产生了一个交变电压。产生于任一特定次级线圈62内的电压相对其它次级线圈62的电压之大小决定于穿过芯棒50的相对磁通量的大小，其中芯棒50上安装着上述的次级线圈62。而磁通量的大小又决定于标板52相对轴线23的位置。
假设间隙48A小于标板52的尺寸和间隙48的宽度，那么间隙48A内的磁场就在标板52的整个表面上合理地保持恒定，其中间隙48A为间隙48的一部分，而间隙48位于标板52与盖体部分46之间。实际上，这一点很容易实现。因此，通过标板52导入各个C形部分46A和46B内的磁通量(及产生于线圈62A和62B中的电压)基本决定于标板52与各个C形部分46A、46B重叠的相对面积。如果需要极高的精度，那么就有必要考虑介于标板52与第一电极40之间的空间内的磁场在标板52的整个表面上并非完全均匀分布，而是略有变化，沿标板52之边缘的狭窄区域更是如此。
当标板52完全覆盖C形部分46A时，基本上所有由初级线圈60产生的磁通量都将穿过芯棒50A和次级线圈62A，从而在次级线圈62A内产生较大的电压。反之，则基本上没有磁通量穿过芯棒50B，而且次级线圈62B内也不会产生很大的电压。例如，当标板52被转动到使其与C形部分46A和46B的重叠面积相等的位置上时，等量的磁通量将分别穿过芯棒50A和50B，而且在次级线圈62A和62B内也将产生相等的电压。
本领域的技术人员应该理解：整体由图1所示的传感器可被制造得很坚固。图1所示之传感器的另一优点在于：它不需要与任何移动部件电气连接。
图6为形成于图1之装置内的磁通路72的示意图。沿磁力线65延伸的主要通道73由实线表示。可能存在的主要漏磁通道由虚线表示。磁通路72可被看成一系列相互串联的结构。每个部件都存在一磁阻，磁阻的大小决定于部件的几何形状，而且与制造部件所用材料的磁导率成反比。
一条可能的漏磁路线76从壳体22的端面28通过间隙74(图1)延伸到轴21，并通过间隙75(图1)延伸到壳体22的端面30。线路76的磁阻可通过保证间隙74和75明显大于间隙55和48A而远大于主要通道73的磁阻。
第二漏磁通道77A和77B从第二电极44穿过间隙48分别延伸到第一电极40的C形部分46A和46B。这些漏磁通道都是不合乎需要的，因为为了实现最佳操作，几乎所有穿过第一电极40之C形部分46A和46B的磁通量都将被引导通过标板52。可通过使间隙48A远小于间隙48而基本消除漏磁通道77A和77B。如果上述要求都能达到，那么几乎所有磁通量都将穿过标板52和间隙48A，而不是在远离标板52的部分上穿过第一和第二电极40、44之间的间隙。标板52的导磁性远大于空气(或可能凸出进入间隙48内的圆盘54之任何部分)的导磁性。
第三漏磁通道78通过间隙47在C形部分46A和46B之间延伸。漏磁通道78可通过保证间隙47足够宽，以使在C形部分46A、46B与壳体之间通过空间47的磁阻远小于空间47本身的磁阻而得以消除。
如图4所示，可方便地差动连接线圈62A和62B。传感器20的输出就是电压V输出的值。图5示出了电压V输出的值随角度θ变化的情况。可以看出：V输出随角度θ的变化而线性变化。应该理解到：当图中示出的电压值V输出为负值时，V输出与振荡器70产生的信号异相。当图示的电压值V输 出为正值时，V输出与振荡器70产生的信号同相。
应该清楚：根据本发明的传感器20可沿轴线23呈中空状，以使传感器20可被安装于轴21的任何位置上。传感器20无需定位于轴21的端部(尽管没有理由说明传感器20可以不安装于轴21的一端上)。
在某些情况下，需要改变表明V输出和θ之间关系的曲线之形状。例如，在某些情况下，要求V输出和θ的关系曲线为正弦曲线。
V输出和θ的关系曲线之形状可通过改变标板52的形状而得以改变。这就改变了标板与第一电极40之C形部分的重叠随标板相对第一电极的角度而变化的方式。根据本发明的传感器的一个优点在于：可以比较容易地设计出用于产生所需输出的标板52。
当标板52位于给定的角度θ上时，如图7A所示，V输出约等于：
V输出＝(A1-A2)×K        (1)
其中：A1为标板52与第一电极40之C形部分46A的重叠面积；A2为标板52与第一电极40之C形部分46B的重叠面积；K为常数。如果θ角存在一个小的变化，那么V输出产生的变化为：
ΔV输出＝K×(R2 2-R1 2)×Δθ        (2)
其中：ΔV输出为V输出的变化；R2为标板52在空间47最外部的半径；R1为标板52在空间47最里边的半径；Δθ为θ的小变化。本领域的技术人员在本发明的启示下应该清楚：面积A1和A2随角θ的变化而产生的变化可以被更精确的计算出来。可通过略微改变标板52的形状而实现对边缘效应等因素的校正。
例如，图7B示出了另一种月牙形的标板52A，当用标板52A替代半环形的标板52用于图1之传感器时，将会形成一正弦的输出曲线，如图8所示。
本发明并非局限于使用仅包括两个扇形部分的第一电极。例如，图9A为另一种第一电极的顶视图，该第一电极包括四个部分46A、46B、46C和46D、四个对应的芯棒50A至50D及四个次级线圈62A至62D。图9B示出了包括六个部分、六个芯棒50及六个次级线圈62的第一电极的顶视图。图9A和9B的电极可与各种不同形状的标板52一起使用。例如，图9A和9B的电极可与上述半环形或月牙形的标板一起使用。可与半环形标板一起使用的电极40之最佳形式是包括两个半环形的部分46A和46B。
图9A和9B的电极可用于形成传感器，这种传感器可提供若干个可相互换相的输出。在这样的实施例中，最好通过以差动关系连接相对的扇形部分内的线圈62来得到每个输出值。例如，在图9A的实施例中，第一输出值可通过差动连接次级线圈62A和62C而得出，第二输出值可通过差动连接次级线圈62B和62D而得出。在图9B的实施例中，三个输出值可分别通过成对地差动连接次级线圈62A和62D、62B和62E及62C和62F而得出。如果上述要求得以满足，而且使用了标板52A，如图7所示，那么由用于图1之装置的图9A和9B中的电极所产生的输出电压将分别如图10A和10B所示。
在上述的实施例中，第二电极44仅被用于将由初级线圈60产生的磁通量导入标板52内。图11所示的本发明之实施例是一个包括两个电极40’和40”的传感器100，其中电极40’和40”是按照图1之电极40的型式整体构造的。电极40’可相对电极40”移动一个角度φ。角度φ最好为15°的若干倍。圆盘54包括一嵌入其中的标板52，圆盘54设置于电极之间的间隙48内。
传感器100采用一个初级线圈60和一个标板52。但该传感器100可提供两组输出电压，其中一组输出电压来自电极40’，而另一组输出电压来自电极40”。电极40’和40”各输出一个独立的输出信号(或一组输出信号)。两个输出信号(或两组输出信号)可被单独使用，和/或组合使用，从而提高传感器100的精度或消除轴21之角度的模糊度，其中轴21的角度可能出现在两组输出信号中的某一组内。
在传感器100中，电极40’和40”可以各包括两个、四个、六个或更多的扇形部分。电极40’和40”不必具有相同数量的扇形部分。标板52可以是如图2所示的半环形、月牙形或其它形状。
图12示出了根据本发明另一实施例的传感器200，该传感器可用于同时测量同轴线的两根轴21A和21B沿轴线23的转角。传感器200包括两个电极40’和40”；两个分别邻近电极40’和40”的标板52’和52”；和一中心部件90，部件90由高透磁材料制成。标板52’和52”分别与轴21A和21B连接。传感器200本质上是一对背对背连接的传感器20，这对传感器20共用一个线圈60。
线圈60产生的磁场穿过壳体22，经过电极40’的一个或多个扇形部分、标板52’、中心件90、标板52”，并通过电极40”返回壳体22。源于电极40’和40”之线圈62的输出分别随轴21A和21B相对上述轴线23之转角的变化而改变。中心部件90相对轴线23对称，而且该部件还具有高透磁性，从而使由电极40’产生的输出与电极40”产生的输出无关，反之亦然。
在传感器200内，电极40’和40”可各包括两个、四个、六个或更多的扇形部分。电极40’和40”不必具有相同数量的扇形部分。标板52’和52”可以是如图2所示的半环形、月牙形或其它形状。
本领域的技术人员应该清楚：在本发明的启示下，可对本发明作出许多修改和变化，而不脱离本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围可由所附的权利要求书来限定。

Claims (25)

1、一种用于测量部件之角位移的传感器，这种传感器包括：
(a)一环形的第一电极，该电极由高磁导率的材料构成并相对轴线对中，该第一电极包括一环形盖部分，该环形盖包括多个隔开的扇形部分和与每个所述扇形部分相连接的芯棒；
(b)一第二电极，该电极由高磁导率的材料构成，并通过一间隙与第一电极隔开；
(c)一初级线圈，用于产生交变磁场，该交变磁场的磁力线穿过所述第一和第二电极和所述间隙延伸；
(d)一标板，设置于所述第一和第二电极之间的间隙内，该标板被安装以绕所述轴线转动，该标板由高磁导率的材料制成；
(e)一次级线圈，卷绕在每个所述芯棒上。
2、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述标板为半环形。
3、根据权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括两个大体相同的半环形部分，各个部分相对所述轴线沿约180°的弧延伸。
4、根据权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括四个大体相同的半环形部分，各个部分相对所述轴线沿约90°的弧延伸。
5、根据权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括一环形盖部分，该环形盖部分具有六个对称的部分。
6、根据权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括一环形盖部分，该部分包括多对相对的对称部分。
7、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述标板为月牙形，并相对所述轴线沿约180°的角度延伸。
8、根据权利要求7所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括两个大体相同的半环形部分，各个部分相对所述轴线沿约180°的弧延伸。
9、根据权利要求7所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括四个大体相同的半环形部分，各个部分相对所述轴线沿约90°的弧延伸。
10、根据权利要求7所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括一环形盖部分，该环形盖部分具有六个对称的部分。
11、根据权利要求7所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括一环形盖部分，该部分包括多对相对的对称部分。
12、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述标板嵌在由低磁导率的材料制成的圆盘内。
13、根据权利要求12所述的传感器，其特征在于：所述材料的圆盘包括从轴套突出的凸缘。
14、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述标板由透磁合金制成。
15、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括两个半环形部分。
16、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括六个对称的部分。
17、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述第一电极包括多对相对的对称部分。
18、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述第二电极包括一环形盖部分，该环形盖部分包括多个隔开的扇形部分和分别与每个所述扇形部分连接的芯棒，其中所述第二电极之所述扇形部分的边界相对所述第一电极之所述扇形部分的边界绕所述轴线偏移一个角度。
19、根据权利要求18所述的传感器，其特征在于：所述第一电极和第二电极各包括两个半环形的部分。
20、根据权利要求18所述的传感器，其特征在于：所述偏移角度为15°的若干倍。
21、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：磁通密度在邻近第一电极的标板之整个表面上基本上是均匀的。
22、根据权利要求1所述的传感器，其特征在于：所述第一和第二电极之正对间隙的表面为平面型的。
23、一种用于测量标板绕轴线之角位移的传感器，该传感器包括：
(a)一壳体，该壳体包括第一、第二环形端面和一圆筒形侧面，所述端面相对轴线对中，所述第一、第二环形端面及侧面全部由高导磁的材料制成；
(b)一初级线圈，设置于所述壳体内，并沿第一端面之周边邻近所述侧面延伸；
(c)一第一电极，设置于所述的壳体内，该第一电极包括一相对轴线对中的平的环形盖部分，该环形盖包括一对或多对相对的扇形部分，各个扇形部分分别通过一芯棒与所述端面之一连接，所述盖和芯棒内由高导磁材料制成；
(d)一环形的第二电极，该电极设置于所述壳体内并与另一端面连接，该第二电极通过一间隙与第一电极隔开，第二电极由高导磁材料制成；
(e)次级线圈，卷绕在每个所述芯棒上；
(f)一标板，该标板包括高导磁材料的半环形板，所述标板被安装以绕所述轴线在所述间隙内转动，该标板的厚度约等于所述间隙的宽度；
(g)一振荡器，与所述初级线圈相连接；
其特征在于：所说的振荡器使所述初级线圈在壳体内产生一个交变磁场，该交变磁场穿过所述第一电极、所述标板和所述第二电极，并在所述次级线圈内感生交变电压，各个次级线圈内的交变电压值随标板和与次级线圈相连接的所述扇形部分之重叠程度而变化。
24、一种用于测量第一和第二轴之角位移的传感器，该传感器包括：
(a)环形的第一和第二电极，每个电极都包括一环形盖部分，环形盖部分包括多个隔开的高磁导率扇形部分和分别与每个所述部分相连接的高磁导率芯棒；
(b)一透磁部件，该部件设置于所述第一和第二电极之间，并分别通过第一和第二间隙与第一和第二电极隔开；
(c)一初级线圈，该初级线圈用于产生交变磁场，该交变磁场的磁力线穿过所述第一和第二电极、所述透磁部件及第一和第二间隙延伸；
(d)一第一标板，该标板被连接以与所述第一轴一起转动，该第一标板设置于所述第一间隙内，该第一标板被安装以绕第一电极的轴线转动，而且该标板由高磁导率的材料制成；
(e)一第二标板，该标板被连接以与所述第二轴一起转动，该第一标板设置于所述第二间隙内，该第二标板被安装以绕第二电极的轴线转动，而且该标板由高磁导率的材料制成；
(f)一高透磁通道，该通道在所述第一电极的芯棒与所述第二电极的芯棒之间延伸；
(g)一次级线圈，所述线圈分别卷绕在所述第一和第二电极的每个所述芯棒上。
25、一种用于测量一部件相对轴线之角位移的方法，该方法包括以下步骤：
(a)产生一交变磁场；
(b)使交变磁场穿过一对环形电极和环形电极之间的间隙延伸，第一电极包括两个或更多的扇形部分，每个扇形部分都包括一穿过次级线圈的芯棒；
(c)在间隙内移动高透磁标板，以将全部磁力线通过所述间隙导入第一和第二电极之邻近标板的部分内；
(d)测量在成对的次级线圈内所产生的感应电压值之差值。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication