CN205860983U - 一种差动变压器式角度传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种差动变压器式角度传感器，包括套管及穿设在所述套管内的转轴；所述套管的内壁上连接有管状的定子外壳，所述定子外壳的内腔内形成有第一安装腔及第二安装腔；所述转轴上套设有铁芯，所述转轴的一端与所述套管左侧的第一端盖连接，另一端穿过所述套管右侧的第二端盖并延伸至所述套管的外部；所述铁芯的左半部位于所述第一安装腔内，其与所述第一安装腔的内壁之间设有线圈骨架，所述线圈骨架上绕设有初级线圈；所述铁芯的右半部位于所述第二安装腔内，所述铁芯的右半部开设有弧状缺口，所述第二安装腔的内壁上连接有第一次级线圈及第二次次级线圈。本实用新型实现了非接触式角度测量，其具有良好的抗振性能及测量精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器制造领域，尤其是一种差动变压器式角度传感器。
背景技术
电位器式角度传感器是目前普遍使用的角度传感器，该类角度传感器采用接触式测量方式，其内部设有电阻及与电阻连接的电刷触头，被测运动部件使得电刷触头发生转动，从而使得电阻的阻值发生变化，通过阻值变化量以实现对被测运动部件的角度测量。当应用现场的振动较大时，现有技术中的电位器式角度传感器电刷触头容易出现接触不良，从而影响可靠性和测量精度。为了解决上述技术问题，有必要开发出新的、具有非接触式测量方式的角度传感器。
实用新型内容
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种差动变压器式角度传感器，其技术方案如下：
一种差动变压器式角度传感器，其包括套管及穿设在所述套管内的转轴；所述套管的内壁上连接有管状的定子外壳，所述定子外壳的内腔内形成有第一安装腔及第二安装腔；所述转轴上固定套设有铁芯，所述转轴的一端与所述套管左侧的第一端盖连接，另一端穿过所述套管右侧的第二端盖并延伸至所述套管的外部；所述铁芯的左半部位于所述第一安装腔内，所述铁芯的左半部与所述第一安装腔的内壁之间设有线圈骨架，所述线圈骨架上绕设有初级线圈；所述铁芯的右半部位于所述第二安装腔内，所述铁芯的右半部开设有弧状缺口，所述第二安装腔的内壁上连接有第一次级线圈及第二次次级线圈。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一次级线圈及所述第二次级线圈对称设置在所述铁芯的右半部的两侧。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一端盖上设有第一轴承，所述第二端盖上设有第二轴承，所述转轴的一端穿设在所述第一轴承上，所述转轴的另一端穿过所述第二轴承并延伸至所述套管的外部。
作为本实用新型的进一步改进，所述套管上穿设有出线孔。
作为本实用新型的进一步改进，所述初级线圈、所述第一次级线圈及所述第二次级线圈由绝缘漆包铜导线绕制而成。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)实现非接触式测量，其抗振能力、测量精度得到显著提升；(2)其结构简单、使用方便、生产成本低。
附图说明
图1为本实用新型的剖面图；
图2为图1中的定子外壳的剖面图；
图3为图1中的铁芯的立体图；
图4为图1中的线圈骨架的立体图；
图5为弧状缺口4a的转角为0°时的局部剖面图；
图6为弧状缺口4a的转角为90°时的局部剖面图；
图7为弧状缺口4a的转角为-90°时的局部剖面图；
图8为本实用新型的工作原理图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点、能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1至图4所示，在一个具体实施例中，本实用新型的差动变压器式角度传感器，包括套管1及穿设在所述套管1内的转轴3。
所述套管1左侧的第一端盖9上设有第一轴承11，所述套管1右侧的第二端盖10上设有第二轴承12。所述套管1的内壁上连接有管状的定子外壳2。如图2所示，所述定子外壳2的内腔包括左右连接的第一安装腔2a及第二安装腔2b。
所述转轴3上固定穿设有铁芯4。所述转轴3的一端穿设在所述第一轴承11上，另一端穿过所述第二轴承12并延伸至所述套管1的外部，用于连接被测运动部件(未图示)。如图3所示，所述铁芯4左半部为圆柱体，其右半部为开设有弧状缺口4a的半圆柱体。
所述转轴3能够通过其两端的第一轴承11及第二轴承12旋转，并带动所述铁芯4同步旋转。
所述铁芯4的左半部位于所述第一安装腔2a内，所述铁芯4的左半部与所述第一安装腔2a的内壁之间设有线圈骨架5，所述线圈骨架5上绕设有初级线圈6。所述铁芯4的右半部位于所述第二安装腔2b内，所述第二安装腔2b的内壁上连接有第一次级线圈7及第二次级线圈8。
本实施例中，所述第一次级线圈7及所述第二次级线圈8对称设置在所述铁芯4的右半部的两侧。所述第一线圈7与所述初级线圈6的轴向距离等于所述第二线圈8与所述初级线圈6的轴向距离。上述位置设置，使得本实用新型具有最大的差动放大性能，提高了本实用新型的测量精度。
所述套管1上穿设有出线孔13，用于引出测量信号。
所述初级线圈6、所述第一次级线圈7及所述第二次级线圈8由绝缘漆包铜导线绕制而成，其制作简单、表面绝缘性能好。
参照图8，其示出了本实用新型的差动变压器式位移传感器的工作原理，主要如下所述：
本实用新型的线圈由初级线圈6、第一次级线圈7及第二次级线圈8组成。初级线圈6绕设在线圈骨架5上，第一次级线圈7及第二次级线圈8位于初级线圈6的同一侧，第一次级线圈7及第二次级线圈8距初级线圈6的轴向距离相等，第一次级线圈7及第二次级线圈8反向串联。
外部电源向初级线圈6供给一定频率的交流电压Usr后，当与转轴3连接的被测运动部件(未图示)发生转动时。在转轴3的传递下，铁芯4及其上的弧状缺口4a产生同步转动，造成空间的磁场分布发生变化，从而改变初级线圈6与第一次级线圈7之间的互感量M1及初级线圈6与第二次级线圈8之间的互感量M2，最终致使第一次级线圈7与第二次级线圈8输出的电压之差ES(差动输出电压)发生变化，具体如下：
如图5，当弧状缺口4a的转角为0°(初始位置)时，弧状缺口4a到第一次级线圈7的距离与到第二次级线圈8的距离相等，此时初级线圈6与第一次级线圈7之间的互感量M1等于初级线圈6与第二次级线圈8之间的互感量M2，差动输出电压ES为零；
如图6，当弧状缺口4a的转角为90°时，弧状缺口4a到第一次级线圈7的距离达到最小，弧状缺口4a到第二次级线圈8的距离达到最大，此时初级线圈6与第一次级线圈7之间的互感量M1达到最小值，初级线圈6与第二次级线圈8之间的互感量M2达到最大值，差动输出电压ES达到正向最大值；
如图7，当弧状缺口4a的转角为-90°时，弧状缺口4a到第一次级线圈7的距离达到最大，弧状缺口4a到第二次级线圈8的距离达到最小，此时初级线圈6与第一次级线圈7之间的互感量M1达到最大值，初级线圈6与第二次级线圈8之间的互感量M2达到最小值，差动输出电压ES达到负向最大值。
当然，当弧状缺口4a的转角为其他角度时，差动输出电压ES也会取得到相应的值，由于差动输出电压ES与弧状缺口4a的转动角度成线性关系，所以可以根据差动电压ES的值计算出弧状缺口4a的转动角度的大小及方向。
本实用新型实现非接触式测量，其抗振能力、测量精度得到显著提升，其结构简单、使用方便、生产成本低。
上文对本实用新型进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本实用新型的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本实用新型的保护范围。本实用新型所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。
Claims (5)
1.一种差动变压器式角度传感器，其特征在于：其包括套管及穿设在所述套管内的转轴；
所述套管的内壁上连接有管状的定子外壳，所述定子外壳的内腔内形成有第一安装腔及第二安装腔；
所述转轴上固定套设有铁芯，所述转轴的一端与所述套管左侧的第一端盖连接，另一端穿过所述套管右侧的第二端盖并延伸至所述套管的外部；
所述铁芯的左半部位于所述第一安装腔内，所述铁芯的左半部与所述第一安装腔的内壁之间设有线圈骨架，所述线圈骨架上绕设有初级线圈，所述铁芯的右半部位于所述第二安装腔内，所述铁芯的右半部开设有弧状缺口；
所述第二安装腔的内壁上连接有第一次级线圈及第二次级线圈。
2.如权利要求1所述的差动变压器式角度传感器，其特征在于：所述第一次级线圈及所述第二次级线圈对称设置在所述铁芯的右半部的两侧。
3.如权利要求1所述的差动变压器式角度传感器，其特征在于：所述第一端盖上设有第一轴承，所述第二端盖上设有第二轴承，所述转轴的一端穿设在所述第一轴承上，所述转轴的另一端穿过所述第二轴承并延伸至所述套管的外部。
4.如权利要求1所述的差动变压器式角度传感器，其特征在于：所述套管上穿设有出线孔。
5.如权利要求1所述的差动变压器式角度传感器，其特征在于：所述初级线圈、所述第一次级线圈及所述第二次级线圈由绝缘漆包铜导线绕制而成。
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| CN201620702537.7U CN205860983U (zh) | 2016-07-05 | 2016-07-05 | 一种差动变压器式角度传感器 |
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ID=57644626
Family Applications (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109000835A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-14 | 西安旭彤电子科技股份有限公司 | 一种动态差分式扭矩传感器 |
| CN110906860A (zh) * | 2018-09-14 | 2020-03-24 | 三星电机株式会社 | 用于感测旋转主体的设备 |
| CN111968842A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-11-20 | 沈阳工业大学 | 一种旋转式松耦合变压器 |
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2016
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