CN216283236U - 一种线位移传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种线位移传感器，该线位移传感器包括传感器本体，该传感器本体包括感应线圈，所述感应线圈包括：第一感应线圈和第二感应线圈；所述第一感应线圈上包括具有第一预设匝数的绕线，所述第二感应线圈上包括具有第二预设匝数的绕线，所述第一预设匝数大于或小于所述第二预设匝数。采用本申请提供的线位移传感器能够解决现有技术中传感器的线性度较差的问题。

Description

一种线位移传感器

技术领域

本申请涉及传感器技术，具体涉及一种线位移传感器。

背景技术

随着传感器技术的飞速发展，在很多物体中均具有传感器，例如在飞机上具有热敏传感器、压力传感器等。传感器在军事、生活和其他各个方面均发挥了重要作用。

线位移传感器是采用螺管形的差动变压器，其中具有两个感应线圈，一个激励线圈，其中，两个感应线圈对接后，均缠绕上铜线，这样两个线圈因为绕线的关系而形成一个线圈。但是在绕线的过程中，在两个感应线圈对接的两个断面之间，由于绕线宽度与漆包线的线径不是成整数倍关系，同时由于绕线机的精度、工艺水平限制等各种问题，在线圈的中心点附近(这里假设两个感应线圈是同样长的，在线圈的中心点附近即两个线圈基于绕线形成一个线圈后，在该线圈的中心点附近)容易出现错层、鼓包和不平整等绕线缺陷，造成线位移传感器的线性度较差，影响整个传感器的精度。同时，由于在线圈的中心点附近的绕线的缺陷严重程度具有随机性，各个线位移传感器的绕线缺陷可能不同，这就造成传感器个体间的一致性差，需要调试人员挨个调试，对调试人员造成比较大的困扰，同时也不利于批量生产。

实用新型内容

本申请实施例的目的是提供一种线位移传感器，该线位移传感器能够解决现有技术中传感器的线性度较差的问题。

本申请的技术方案如下：

本申请实施例提供了一种线位移传感器，所述线位移传感器包括传感器本体，传感器本体包括感应线圈，所述感应线圈包括：第一感应线圈和第二感应线圈；

所述第一感应线圈包括具有第一预设匝数的绕线，所述第二感应线圈包括具有第二预设匝数的绕线，所述第一预设匝数大于或小于所述第二预设匝数。

在本申请的一些实施例中，所述第一感应线圈中的绕线和所述第二感应线圈中的绕线分别以叠层的方式分布；所述第二感应线圈上的绕线比所述第一感应线圈上的绕线多预设层数。

在本申请的一些实施例中，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈等长。

在本申请的一些实施例中，根据所述感应线圈的预设输出电压和/或所述位移传感器的尺寸，确定所述第一预设匝数和第二预设匝数。在本申请的一些实施例中，所述传感器本体还包括：铁芯，位于所述传感器本体内的中空腔内；激励线圈，位于所述中空腔外，且绕设于所述铁芯上；所述第一感应线圈和所述第二感应线圈分别间隔设置且分别绕设于所述激励线圈上。

在本申请的一些实施例中，所述铁芯偏向所述第一感应线圈和第二感应线圈中绕线匝数较少的一侧。

在本申请的一些实施例中，所述传感器本体还包括用于隔开所述激励线圈和所述感应线圈的隔断部件。

在本申请的一些实施例中，所述传感器本体还包括用于隔开所述第一感应线圈和第二感应线圈的阻隔部。

在本申请的一些实施例中，所述阻隔部设于隔断部件的外周壁上。

在本申请的一些实施例中，所述阻隔部位于所述第一感应线圈和第二感应线圈的中部位置。

在本申请的一些实施例中，所述感应线圈和所述激励线圈的材料为金属材料。

本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本申请实施例的技术方案，通过提供一种线位移传感器，该线位移传感器传感器本体，该传感器本体包括感应线圈，感应线圈包括：第一感应线圈和第二感应线圈；第一感应线圈包括具有第一预设匝数的扰线，第二感应线圈包括具有第二预设匝数的扰线，其中，第一预设匝数大于或小于第二预设匝数。通过设置第一感应线圈和第二感应线圈上不同匝数的绕线的线位移传感器，这样，铁芯要偏向绕线匝数少的一侧感应线圈，两个感应线圈的输出电压才会相等，从而避开第一感应线圈和第二感应线圈交接的位置区域，这样基于铁芯的移动，线位移传感器输出的电压会与铁芯呈现更好的线性关系，提高了线位移传感器的线性度。同时由于绕开了两个感应线圈交接位置，两个感应线圈交接位置的绕线对线位移传感器的影响减小，在对线位移传感器进行调试时，减少了调试人员的调试时间，提高了工作效率，且传感器间的一致性提高，有利于批量生产。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，并不构成对本申请的不当限定。

图1是现有技术的线位移传感器的结构示意图；

图2是现有技术的线位移传感器的工作原理图；

图3是现有技术的线位移传感器的输出电压与铁芯的位置关系示意图；

图4是本申请实施例提供的线位移传感器的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的线位移传感器的输出电压与铁芯的位置关系示意图。

具体实施方式

为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的例子。

基于背景技术可知，现有的线位移传感器是采用螺管形的差动变压器，参见图1所示的现有技术的线位移传感器的结构示意图，从图1可知，线位移传感器具有两个感应线圈10即图1中的感应线圈11和感应线圈12，感应线圈11和感应线圈12可以基于阻隔部13 隔开，感应线圈11和感应线圈12上均缠绕上了金属材料的线，这样两个线圈因为绕线的关系而形成一个线圈，但是在绕线的过程中，在两个感应线圈对接的两个断面之间，由于绕线宽度与漆包线的线径不是成整数倍关系，同时由于绕线机的精度、工艺水平限制等各种问题，在线圈的中心点附近容易出现错层、鼓包和不平整等绕线缺陷(如图1中的方框框起来的绕线缺陷区域40)。线位移传感器还有一个激励线圈20和一个铁芯30，通过感应线圈、激励线圈和一个铁芯的共同作用，线位移传感器可以工作。

请参见图2所示的线位移传感器的工作原理示意图，激励线圈通入一交流电e1，产生一个交变磁场，两个感应线圈(感应线圈11和感应线圈12)将分别产生感应电动势e21和e22的电压。两个感应线圈按电势反向串联，目前的普遍设计是两个感应线圈绕线匝数完全相等，当运动的铁芯(铁芯位于线位移传感器的中空腔50内)处于两个感应线圈的中间位置时，两个感应线圈产生的感应电压e21和e22大小相等，方向相反，则输出电压Usc＝0。当铁芯偏离中间位置，则e21和e22大小不再相等，Usc有电压信号输出，此电压经过变换器转换成直流电压。

在理想情况下，输出的直流电压Usc与铁芯的偏离位置具有良好的线性关系。但是绕线缺陷，造成如图3所示的线位移传感器的输出电压与铁芯的偏离位置不能很好的呈现线性关系，导致线位移传感器的线性度较差，影响整个传感器的精度。

与此同时，由于在线圈的中心点附近的绕线的缺陷严重程度具有随机性，各个线位移传感器的绕线缺陷可能不同，这就造成传感器个体间的一致性差，需要调试人员挨个调试，对调试人员造成比较大的困扰，同时也不利于批量生产。

为了解决上述问题，本申请提供了一种新的线位移传感器，具体的可参见如下实施例。

请参见图4，本申请提供的一种线位移传感器，该线位移传感器包括传感器本体，该传感器本体具体可以包括如下单元：

感应线圈100，该感应线圈包括：第一感应线圈110和第二感应线圈120，第一感应线圈110包括具有第一预设匝数的绕线，第二感应线圈120包括具有第二预设匝数的绕线，所述第一预设匝数大于或小于所述第二预设匝数。

其中，第一预设匝数可以是预先设置的在第一感应线圈上的绕线的匝数。

第二预设匝数可以是预先设置的在第二感应线圈上的绕线的匝数。

在本申请的一些实施例中，可以根据感应线圈的预设输出电压和/或位移传感器的尺寸，确定第一预设匝数和第二预设匝数。

在本申请的一些实施例中，第一预设匝数大于或小于第二预设匝数，即第一预设匝数和第二预设匝数是不同的，也就是说，第一感应线圈上的绕线的匝数与第二感应线圈上的绕线的匝数不同。

在本申请的一些实施例中，第一感应线圈上的绕线和第二感应线圈上的绕线可以是连接在一起。

在对第一感应线圈110和第二感应线圈120进行绕线时，对两者进行绕线的匝数设计成不一样的，这样，铁芯会偏向第一感应线圈和第二感应线圈中绕线匝数较少的一侧，两个感应线圈的输出电压才会相等，即Usc＝0的位置就不会像图1中那样在两个感应线圈的中间位置，而是偏向于匝数少的一边，从而可避开线圈中心位置线性度较差的区域400。这样就能很容易的提高线位移传感器的线性度。同时由于绕开了两个感应线圈交接位置，两个感应线圈交接位置的绕线对线位移传感器的影响减小，在对线位移传感器进行调试时，减少了调试人员的调试时间，提高了工作效率，且传感器间的一致性提高，有利于批量生产。

参见图5，利用本申请提供的线位移传感器，线位移传感器的输出电压与铁芯的偏离位置可以很好的呈现线性关系,大幅度提升了线位移传感器的线性度，并且对成本的增加可以几乎忽略，同时也不需花费大量的人力、物力和财力去购买高精度绕线机及研究绕线工艺提升。

本申请提供的线线位移传感器，包括传感器本体，该传感器本体包括感应线圈，感应线圈包括：第一感应线圈和第二感应线圈；第一感应线圈包括具有第一预设匝数的扰线，在第二感应线圈上具有第二预设匝数的扰线，其中，第一预设匝数大于或小于第二预设匝数。通过设置第一感应线圈和第二感应线圈上不同匝数的绕线的线位移传感器，这样铁芯要偏向绕线匝数少的一侧感应线圈，两个感应线圈的输出电压才会相等，从而避开第一感应线圈和第二感应线圈交接的位置区域，这样基于铁芯的移动，线位移传感器输出的电压会与铁芯呈现更好的线性关系，提高了线位移传感器的线性度。同时由于绕开了两个感应线圈交接位置，两个感应线圈交接位置的绕线对线位移传感器的影响减小，在对线位移传感器进行调试时，减少了调试人员的调试时间，提高了工作效率，且传感器间的一致性提高，有利于批量生产。

为了更加详细的介绍本申请提供的线位移传感器中第一感应线圈上的第一预设匝数和第二感应线圈上的第二预设匝数的不同，本申请实施例提供了线位移传感器的另一种实现方式，具体可参见如下实施例。

如图4所示，第一感应线圈110中的绕线和第二感应线圈120中的绕线分别以叠层的方式分布，第二感应线圈110中的绕线比第一感应线圈120中的绕线多预设层数。

其中，预设层数可以是预先设置的第二感应线圈中的绕线比第一感应线圈中的绕线多大的层数。

从图4中可以看到，可以将第一感应线圈110上的绕线和第二感应线圈120上的绕线分别以叠层的方式进行分布，具体的可以是将绕线从第一感应线圈开始绕，然后一直绕到第二感应线圈结束，然后再在第一层的基础上，继续从第一感应线圈开始绕，然后一直绕到第二感应线圈结束，重复执行。最后不再在第一感应线圈上进行绕线，重复一直只在第二感应线圈上进行绕线，这样第二感应线圈上的绕线就会比第一感应线圈上的绕线多预设层数。

需要说明的是，上述是第二感应线圈110上的绕线比第一感应线圈120上的绕线多预设层数为例进行说明的，本领域技术人员应该知道，在实际应用中，也可以是第一感应线圈 110上的绕线比第二感应线圈120上的绕线多预设层数，这里可根据用户需求自行设定，这里不做限定。

在本申请的一些实施例中，预设层数可以是一层。如图4所示，第一感应线圈上的绕线可以比第二感应线圈上的绕线少一层。

这样通过叠层的方式设置第一感应线圈上的绕线和第二感应线圈上的绕线，可以很方便、精确的将第一感应线圈上的绕线和第二感应线圈上的绕线设置为不同的，以便提高线位移传感器的线性度，同时也便于后续调试人员对线位移传感器进行调试时，可直接将感应线圈上的绕线增加或减少一层即可，不用反复的调试，减少了调试人员的调试时间。

在本申请的一些实施例中，从图4中还可以看出，第一感应线圈和第二感应线圈可以是等长的，这样可确保在两个感应线圈的绕线匝数相等时，两者连接之处为输出电压为0的位置，以便后续对线位移传感器进行调试。

本申请提供的线位移传感器，通过将第一感应线圈上的绕线和所述第二感应线圈上的绕线分别以叠层的方式进行分布，可以很方便、精确的将第一感应线圈上的绕线和第二感应线圈上的绕线设置为不同的，以便提高线位移传感器的线性度，同时也便于后续调试人员对线位移传感器进行调试时，可直接将感应线圈上的绕线增加或减少一层即可，不用反复的调试，减少了调试人员的调试时间。

为了更加详细的介绍本申请提供的线位移传感器的结构，本申请实施例提供了线位移传感器的另一种实现方式，具体可参见如下实施例。

在本申请的一些实施例中，线位移传感器呈中空的圆柱体结构。

如图4所示，为对线位移传感器进行剖析之后的结构图，即图4为对圆柱体进行剖析之后得到的图，具体的可以是沿着圆柱体的中心线将其进行分开，即可得到图4。从图4中可以看出，线位移传感器是呈中空的圆柱体结构。

在本申请的一些实施例中，如图4所示，传感器本体还可以包括：铁芯300，铁芯300位于传感器本体内的中空腔500内；激励线圈200，激励线圈200位于中空腔外，且绕设于铁芯上，第一感应线圈和第二感应线圈分别间隔设置且分别绕设于激励线圈上。

这样将线位移传感器设置成中空的圆柱体结构，圆柱体的中空腔可用于容纳铁芯，这样铁芯可与激励线圈共同工作，来产生电压，以进行之后的生产使用。

其中，铁芯和激励线圈的作用与现有技术中的线位移传感器中的铁芯和激励线圈的作用相同，在介绍背景技术时已进行了介绍，为了简洁起见，这里不做阐述。

在本申请的一些实施例中，图4中的线位移传感器还可以包括用于隔开激励线圈和感应线圈的隔断部件600。

其中，隔断部件600可以是将激励线圈和感应线圈进行隔开的部件。例如可以是一个金属垫片等。

本申请中的隔断部件600的作用与现有技术中的线位移传感器中的隔断部件60的作用相同，均是为了将激励线圈和感应线圈隔开，避免激励线圈和感应线圈缠绕，产生共电，烧毁线位移传感器。

在本申请的一些实施例中，传感器本体还可以包括用于隔开第一感应线圈和第二感应线圈的阻隔部700。

在本申请的一些实施例中，如图4所示，阻隔部700可以设于隔断部件600的外周壁上。

在本申请的一些实施例中，阻隔部700的作用与上述图1中阻隔部13是一样的，在此不再赘述。

在本申请的一些实施例中，感应线圈和激励线圈的材料可以均为金属材料。

在本申请的一些实施例中，金属材料的材质选择可以是符合传感器制备标准的材质，例如可以为铜材料或是漆包线等。

本申请提供的线位移传感器，将将线位移传感器设置成中空的圆柱体结构，圆柱体的中空腔可用于容纳铁芯，这样铁芯可与激励线圈共同工作，来产生电压，以进行之后的生产使用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，所属领域的技术人员应理解，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种线位移传感器，包括传感器本体，其特征在于，所述传感器本体包括感应线圈，所述感应线圈包括：第一感应线圈和第二感应线圈；

所述第一感应线圈包括具有第一预设匝数的绕线，所述第二感应线圈包括具有第二预设匝数的绕线，所述第一预设匝数大于或小于所述第二预设匝数。

2.根据权利要求1所述的线位移传感器，其特征在于，所述第一感应线圈中的绕线和所述第二感应线圈中的绕线分别以叠层的方式分布；

所述第二感应线圈中的绕线比所述第一感应线圈中的绕线多预设层数。

3.根据权利要求1所述的线位移传感器，其特征在于，所述第一感应线圈和所述第二感应线圈等长。

4.根据权利要求1所述的线位移传感器，其特征在于，根据所述感应线圈的预设输出电压和/或所述位移传感器的尺寸，确定所述第一预设匝数和第二预设匝数。

5.根据权利要求1-4任一所述的线位移传感器，其特征在于，所述传感器本体还包括：

铁芯，位于所述传感器本体内的中空腔内；

激励线圈，位于所述中空腔外，且绕设于所述铁芯上；

所述第一感应线圈和所述第二感应线圈分别间隔设置且分别绕设于所述激励线圈上。

6.根据权利要求5所述的线位移传感器，其特征在于，所述铁芯偏向所述第一感应线圈和第二感应线圈中绕线匝数较少的一侧。

7.根据权利要求5所述的线位移传感器，其特征在于，所述传感器本体还包括用于隔开所述激励线圈和所述感应线圈的隔断部件。

8.根据权利要求7所述的线位移传感器，其特征在于，所述传感器本体还包括用于隔开所述第一感应线圈和第二感应线圈的阻隔部。

9.根据权利要求8所述的线位移传感器，其特征在于，所述阻隔部设于隔断部件的外周壁上。

10.根据权利要求8或9所述的线位移传感器，其特征在于，所述阻隔部位于所述第一感应线圈和第二感应线圈的中部位置。

11.根据权利要求7所述的线位移传感器，其特征在于，所述感应线圈和所述激励线圈的材料为金属材料。

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