CN208125046U - 一种二维位置传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种二维位置传感器，包括横截面为圆形的套筒和至少两个电感距离传感器，所述套筒内壁上粘合有柔性电路板，每个电感距离传感器包括至少一个检测线圈；每个所述的检测线圈回形印制于所述柔性电路板上，且同一电感距离传感器的检测线圈通过导线外接一个处理电路板。本实用新型采用两套带立体弧面检测线圈的电感距离传感器，呈90°布局，得到两个正交方向上的距离数据，解析出被测金属圆柱体的二维位置数据；实现全面、快速的高精度测量。
Description
技术领域
本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种二维位置传感器。
背景技术
传统的二维位置检测传感器，不能有效的检测一个金属圆柱体的横截面在套筒内相对于圆心的二维位置，其通常采用单个平面或具有一定弧面的电感距离传感器获取金属圆柱体的距离数据，使测量不够精准，解析出的数据不够全面，导致最终通过解算和校正后输出的被测物体相对于圆心的二维偏移位置存在很大误差。
而且，传统的二维位置检测传感器要么性能差、不可靠、耐污性差，要么体积大、成本低高，不利于大规模生产。
实用新型内容
基于此，针对上述问题，有必要提出一种精度高、性能可靠、耐污性强、体积小巧、成本低廉，便于大规模生产的二维位置传感器。
本实用新型的技术方案如下：
一种二维位置传感器，包括横截面为圆形的套筒和至少两个电感距离传感器，所述套筒内壁上粘合有柔性电路板，每个电感距离传感器包括至少一个检测线圈；每个所述的检测线圈回形印制于所述柔性电路板上，且同一电感距离传感器的检测线圈通过导线外接处理电路板。
在本技术方案中，采用至少两套带立体弧面检测线圈的电感距离传感器，每个电感距离传感器的检测线圈均为回形线圈，该回形线圈是以在柔性电路板上选定一个中心绕设而成的，并直接印刷在柔性电路板上的；而非以套筒的圆心为中心绕设在柔性电路板上，形成一圈或几圈；通过检测线圈得到两个正交方向上的距离数据，传输到同一处理电路板上或分别传输到对应的处理电路板上，进而解析出被测金属圆柱体的二维位置数据；具体操作原理是：
将被测金属圆柱体沿套筒的中心线放入套筒中，检测线圈获取距离数据，然后由处理电路板实时采集电感距离传感器的数据，通过解算和校正后输出被测金属圆柱体相对于圆心的二维偏移位置，实现全面、快速的高精度测量；
而且，该传感器设备体积小、成本低，便于大规模生产，适用范围广。
优选的，所述柔性电路板靠近所述套筒内壁的一面上设有铁氧体导磁屏蔽层。避免外部的异物影响内部被测金属圆柱体的位置检测精度。
优选的，所述柔性电路板上沿其长度方向划分有与电感距离传感器数量对应的倾斜区域，每个倾斜区域沿柔性电路板宽度方向倾斜设置，且每个倾斜区域内对应设置一个电感距离传感器的检测线圈。各个电感距离传感器的检测线圈可以相对分离，也可以设计为倾斜式互相交错，当设计为倾斜式互相交错的结构时，使得每个检测线圈的外形均呈现倾斜形状，便于提高检测精度。
优选的，所述柔性电路板上设有两个电感距离传感器的检测线圈，且两个电感距离传感器的检测线圈在所述套筒圆心处呈90°夹角。实现对被测金属圆柱体距离数据的测量，获得两个正交方向上的距离数据，使测量的数据更全面、精确，可据此最终得出被测金属圆柱体的二维位置数据。
优选的，所述柔性电路板上设有至少三个电感距离传感器的检测线圈，且相邻两个电感距离传感器的检测线圈在所述套筒圆心处的夹角相同。可以使用三个、四个或者更多的电感距离传感器可以进一步提高精度，三个电感距离传感器的检测线圈在套筒圆心处两两夹角为120°，四个电感距离传感器的检测线圈分别放置在套筒内壁的上下左右四个位置上，即相邻两个电感距离传感器的检测线圈夹角为90°，依次类推超过四个电感距离传感器的检测线圈，相邻两个之间呈相同夹角；实现了提高测量精度的效果，但是考虑到成本，通常采用两个电感距离传感器。
本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用两套带立体弧面检测线圈的电感距离传感器，呈90°布局，得到两个正交方向上的距离数据，解析出被测金属圆柱体的二维位置数据；实现全面、快速的高精度测量。
2、本实用新型的体积小、性能可靠、耐污性强、成本低，便于大规模生产，适用范围广。
3、在柔性电路板与套筒之间涂设铁氧体导磁屏蔽层，避免外部的异物影响内部被测金属圆柱体的位置检测精度。
4、各个电感距离传感器的检测线圈可以相对分离，也可以设计为倾斜式互相交错，便于提高检测精度。
5、本实用新型还可以使用三个、四个或者更多的电感距离传感器，进一步提高精度。
附图说明
图1是本实用新型实施例所述二维位置传感器的结构示意图；
图2是本实用新型实施例所述柔性电路板在展开状态下的结构示意图。
附图标记说明：
10-套筒；20-检测线圈；30-柔性电路板；301-倾斜区域；40-处理电路板；50-铁氧体导磁屏蔽层；60-被测金属圆柱体。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种二维位置传感器，包括横截面为圆形的套筒10和至少两个电感距离传感器，所述套筒10内壁上粘合有柔性电路板30，每个电感距离传感器包括至少一个检测线圈20；每个所述的检测线圈20回形印制于所述柔性电路板30上，且同一电感距离传感器的检测线圈20通过导线外接处理电路板40。
在本实施例中，采用至少两套带立体弧面检测线圈20的电感距离传感器，每个电感距离传感器的检测线圈20均为回形线圈，该回形线圈是以在柔性电路板30上选定一个中心绕设而成的，并直接印刷在柔性电路板30上的；而非以套筒10的圆心为中心绕设在柔性电路板30上，形成一圈或几圈；通过检测线圈20得到两个正交方向上的距离数据，传输到同一处理电路板40上或分别传输到对应的处理电路板40上，进而解析出被测金属圆柱体60的二维位置数据；具体操作原理是：
将被测金属圆柱体60沿套筒10的中心线放入套筒10中，检测线圈20获取距离数据，然后由处理电路板40实时采集电感距离传感器的数据，通过解算和校正后输出被测金属圆柱体60相对于圆心的二维偏移位置，实现全面、快速的高精度测量；该传感器设备体积小、成本低，便于大规模生产，适用范围广。
而且，在某轴承悬浮设备的悬浮位置控制系统中，本传感器能够检测被测轴承偏移悬浮中心的位置数据。
在其中一个实施例中，所述柔性电路板30靠近所述套筒10内壁的一面上设有铁氧体导磁屏蔽层50。避免外部的异物影响内部被测金属圆柱体60的位置检测精度。
在另一个实施例中，如图2所示，所述柔性电路板30上沿其长度方向划分有与电感距离传感器数量对应的倾斜区域301，每个倾斜区域301沿柔性电路板30宽度方向倾斜设置，且每个倾斜区域301内对应设置一个电感距离传感器的检测线圈20。各个电感距离传感器的检测线圈20可以相对分离，也可以设计为倾斜式互相交错，当设计为倾斜式互相交错的结构时，使得每个检测线圈20的外形均呈现倾斜形状，便于提高检测精度。
在另一个实施例中，所述柔性电路板30上设有两个电感距离传感器的检测线圈20，且两个电感距离传感器的检测线圈20在所述套筒10圆心处呈90°夹角。实现对被测金属圆柱体60距离数据的测量，获得两个正交方向上的距离数据，使测量的数据更全面、精确，可据此最终得出被测金属圆柱体60的二维位置数据。
在另一个实施例中，所述柔性电路板30上设有至少三个电感距离传感器的检测线圈20，且相邻两个电感距离传感器的检测线圈20在所述套筒10圆心处的夹角相同。可以使用三个、四个或者更多的电感距离传感器可以进一步提高精度，三个电感距离传感器的检测线圈20在套筒10圆心处两两夹角为120°，四个电感距离传感器的检测线圈20分别放置在套筒10内壁的上下左右四个位置上，即相邻两个电感距离传感器的检测线圈20夹角为90°，依次类推超过四个电感距离传感器的检测线圈20，相邻两个之间呈相同夹角；实现了提高测量精度的效果，但是考虑到成本，通常采用两个电感距离传感器。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种二维位置传感器，其特征在于，包括横截面为圆形的套筒和至少两个电感距离传感器，所述套筒内壁上粘合有柔性电路板，每个电感距离传感器包括至少一个检测线圈；每个所述的检测线圈回形印制于所述柔性电路板上，且同一电感距离传感器的检测线圈通过导线外接处理电路板。
2.根据权利要求1所述的二维位置传感器，其特征在于，所述柔性电路板靠近所述套筒内壁的一面上设有铁氧体导磁屏蔽层。
3.根据权利要求1所述的二维位置传感器，其特征在于，所述柔性电路板上沿其长度方向划分有与电感距离传感器数量对应的倾斜区域，每个倾斜区域沿柔性电路板宽度方向倾斜设置，且每个倾斜区域内对应设置一个电感距离传感器的检测线圈。
4.根据权利要求1或3所述的二维位置传感器，其特征在于，所述柔性电路板上设有两个电感距离传感器的检测线圈，且两个电感距离传感器的检测线圈在所述套筒圆心处呈90°夹角。
5.根据权利要求1或3所述的二维位置传感器，其特征在于，所述柔性电路板上设有至少三个电感距离传感器的检测线圈，且相邻两个电感距离传感器的检测线圈在所述套筒圆心处的夹角相同。
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|---|---|---|---|---|
| CN112858390A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 云谷（固安）科技有限公司 | 异物测试装置和异物测试方法 |
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2018
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