CN221223620U - 一种感应式线性位移传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种感应式线性位移传感器，包括读头、与读头实现相对线性运动的栅尺，所述栅尺设置有码道，所述码道沿线性运动方向设置，所述读头设置有用于感应码道信号的感应器件，所述感应器件与码道均呈圆弧形状且正对设置，所述感应器件的弧心、栅尺的弧心以及运动部件的旋转中心同心。本申请具有降低在直线运动中的小角度旋转及偏摆对信号影响的效果。

Description

一种感应式线性位移传感器

技术领域

本申请涉及传感器领域，尤其是涉及一种感应式线性位移传感器。

背景技术

对于直线电机中运动部件位移的测量，电感感应式位移传感器是一个新兴的应用技术，可以帮助电机实现轻量化，同时可以实现更高精度和更大的量程。

通常感应式位移传感器由传感读头和栅尺组成，传感读头与栅尺保持平行。一般传感读头固定在直线电机中，且栅尺是装在直线电机中某个做直线运动的部件上，这个运动部件在做直线运动的时候，可能会发生小角度旋转，这个小角度的旋转会直接导致栅尺位置改变，使栅尺与传感读头之间的距离发生变化，从而直接影响输出信号的精度甚至输出错误信号。

实用新型内容

为了降低在直线运动中的小角度旋转对信号的影响，本申请提供一种感应式线性位移传感器。

本申请提供的一种感应式线性位移传感器，采用如下的技术方案：

一种感应式线性位移传感器，包括读头、与读头实现相对线性运动的栅尺，所述栅尺设置有码道，所述码道沿线性运动方向设置，所述读头设置有用于感应码道信号的感应器件，所述感应器件与码道均呈圆弧形状且正对设置，所述感应器件的弧心、栅尺的弧心以及运动部件的旋转中心同心。

通过采用上述技术方案，当运动部件带动栅尺做线性运动过程中，感应器件感应码道信号，读头解算得到位移信息，当运动部件产生小角度旋转时，由于感应器件的弧心、栅尺的弧心以及运动部件的旋转中心同心，从而使感应器件与栅尺之间的距离不会产生变化，进而降低在直线运动中的小角度旋转对信号的影响。

可选的，所述感应器件设置有两个，所述码道设置数量与感应器件数量一致且一一对应设置，两所述码道的周期数互质或周期数为1：N，N为任意正整数。

通过采用上述技术方案，通过游标解算原理进行解算，能够得到绝对位置信息，无需找寻零位。

可选的，所述感应器件设置有偶数个，且沿栅尺周向分布，两感应器件为一组，分为若干组，其中一组内的两感应器件连线呈180°布置，所述码道设置数量与感应器件数量一致且一一对应设置，且两码道为一组，分为若干组，至少两组码道的周期数互质，其余组码道的周期数与互质的若干组码道中任意一组码道的周期数存在公约数。

通过采用上述技术方案，为了降低运动部件在直线运动中产生径向的振动对信号产生的影响，通过将对同一组内的两感应器件检测的信号互相补偿的方式进行解算，从而减小振动对信号的影响，提高位置解算的准确性。

可选的，所述感应器件包括激励线圈与接收线圈，所述激励线圈产生激励信号，所述接收线圈感应码道在激励信号的影响下产生的反馈信号并输出至读头内的信号处理电路。

通过采用上述技术方案，激励线圈产生激励信号，码道周围产生交变的电磁场，在运动部件带动栅尺直线运动时，由于涡流效应，码道会产生不同相位的信号，接收线圈进行接收并传输至读头内的解算电路中进行解算，得到位移信息。

可选的，所述码道宽度大于感应器件宽度，且所述感应器件位于码道的中间位置。

通过采用上述技术方案，使码道两侧各预留出旋转角度，能够更好的应对运动部件产生旋转的情况，使感应器件能够稳定感应码道信号。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的读头内部结构示意图。

附图标记说明：

1、读头；2、栅尺；21、码道；11、感应器件。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

在本实施例中，本传感器是应用在直线电机中，直线电机的运动部件呈圆柱状，且运动部件通过滑环滑移穿设在呈圆柱状的电机机体内，运动部件沿电机机体轴向做线性运动，但在运动过程中，运动部件以自身轴线为旋转轴会产生小于5度的转动，从而需要本传感器对运动部件的位移进行测量。

本申请实施例公开一种感应式线性位移传感器。

参照图1与图2，一种感应式线性位移传感器包括通过读头1、与读头1实现相对线性运动的栅尺2，在本实施例中，读头1呈中空圆环状，读头1通过螺钉同轴固定于电机呈圆柱状的机体内，将运动部件同轴穿设于读头1内，栅尺2沿运动部件周向环绕设置，从而使读头1套设于栅尺2外部，且读头1与栅尺2之间存在可产生信号的间隙。栅尺2设置有码道21，码道21沿运动部件线性运动方向设置，且码道21由若干金属栅格或金属齿间隔排列构成，读头1朝向码道21的一侧设置有用于感应码道21信号的感应器件11，感应器件11与码道21均呈圆弧状且正对设置，感应器件11的弧心、栅尺2的弧心以及运动部件的旋转中心同心，同时码道21宽度大于感应器件11的宽度，且感应器件11位于码道21的中间位置。

参照图2，感应器件11包括激励线圈与接收线圈，且激励线圈包围环绕接收线圈设置，激励线圈与接收线圈均布设于柔性电路板内，本实施例中，柔性电路板可通过胶水沿读头1内圈周向环绕粘接固定。激励线圈与接收线圈正对码道21，激励线圈产生激励信号，码道21周围产生交变的电磁场，在运动部件带动栅尺2直线运动时，由于涡流效应，码道21会产生不同相位的信号，接收线圈进行接收并传输至读头1内的解算电路中进行解算，得到位移信息。

为了能够得到绝对位置信息，感应器件11可以设置有两个，码道21设置数量与感应器件11数量一致且一一对应，同时两码道21的周期数互质或周期数为1：N，N为任意正整数，从而读头1内的解算电路根据游标原理可以解算到栅尺2的绝对位置，使得到的位移信息更为准确。

为了降低运动部件在直线运动中产生径向的振动对信号产生的影响，感应器件11设置有偶数个，且沿读头1周向均匀分布，两感应器件11为一组，分为若干组，其中一组内的两感应器件11连线呈180°布置，码道21设置数量与感应器件11数量一致，并且一一对应；其中两码道21为一组，分为若干组，至少两组码道21的周期数互质，其余组码道21的周期数与互质的若干组码道21中任意一组码道21的周期数存在公约数。

在本实施例中，优选设置4个为例，附图2进行示意，从而将4个感应器件11以运动部件轴线为中心轴，两两轴对称设置，同理码道21也设置4个，并与感应器件11一一对应，形成两组码道21，同一组内的两码道21连线呈180°，两组码道21的周期数互质，进而当运动部件在运动过程中，若产生径向振动时，使任一码道21靠近正对的感应器件11，则同一组的另一码道21就会远离正对的感应器件11，通过将对同一组内的两感应器件11检测的信号互相补偿的方式进行解算，从而减小振动对信号的影响，提高位置解算的准确性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种感应式线性位移传感器，包括读头(1)、与读头(1)实现相对线性运动的栅尺(2)，其特征在于：所述栅尺(2)设置有码道(21)，所述码道(21)沿线性运动方向设置，所述读头(1)设置有用于感应码道(21)信号的感应器件(11)，所述感应器件(11)与码道(21)均呈圆弧形状且正对设置，所述感应器件(11)的弧心、栅尺(2)的弧心以及运动部件的旋转中心同心。

2.根据权利要求1所述的一种感应式线性位移传感器，其特征在于：所述感应器件(11)设置有两个，所述码道(21)设置数量与感应器件(11)数量一致且一一对应设置，两所述码道(21)的周期数互质或周期数为1：N，N为任意正整数。

3.根据权利要求1所述的一种感应式线性位移传感器，其特征在于：所述感应器件(11)设置有偶数个，且沿栅尺(2)周向分布，两感应器件(11)为一组，分为若干组，其中一组内的两感应器件(11)呈180°布置，所述码道(21)设置数量与感应器件(11)数量一致且一一对应设置，且两码道(21)为一组，分为若干组，至少两组码道(21)的周期数互质，其余组码道(21)的周期数与互质的若干组码道(21)中任意一组码道(21)的周期数存在公约数。

4.根据权利要求1所述的一种感应式线性位移传感器，其特征在于：所述感应器件(11)包括激励线圈与接收线圈，所述激励线圈产生激励信号，所述接收线圈感应码道(21)在激励信号的影响下产生的反馈信号并输出至读头(1)内的信号处理电路。

5.根据权利要求1所述的一种感应式线性位移传感器，其特征在于：所述码道(21)宽度大于感应器件(11)宽度，且所述感应器件(11)位于码道(21)的中间位置。