一种LVDT式位移传感器的制作方法

本实用新型涉及位移传感器技术领域，尤其涉及一种LVDT式位移传感器。

背景技术：

汽车零部件如汽车刹车盘、刹车片等，在出厂前都要进行厚度、孔径、跳动的测量，通常由多根LVDT式位移传感器进行综合测量，对应的测量结果输入至上位机，上位机再对测量数据进行分析统计，从而达到对生产产品质量综合管控的目的。

现有技术中的LVDT式位移传感器的结构一般由外管，内管，线圈，前后端盖，电路板，屏蔽层，铁芯，测杆，出线等部分构成，传感器线圈是由一个初级线圈和两组次级线圈组成。例如，公告号为CN202814325U的实用新型专利，该专利公开了一种位移传感器，通过差动变压器原理，电路PCB板在初线线圈提供一个激励交流信号，当测杆连动着铁芯在内管中移动时，在两组次级线圈产生差减信号,由PCB板进行信号处理，使输出标准电信号0-5V或4-20mA。

现有的LVDT式位移传感器有以下缺点：1、在位移测量行程10-100mm范围时，传感器设计一般是将骨架设计成多段格子（或虚拟格子），然后在不同格子中将绕线圈数数据按照递增或递减方式进行绕制，由于格子多，绕线难度大、绕线时间长、且成本高，两组次级线圈很难设计成电气对称，由于传感器的两组次级不对称，使得传感器的检测性能不好；2、传感器内部集成PCB板的结构一般采用出线端盲孔，在实际测量时中，过量程时测量杆会撞击后端盖，造成测量杆的损坏。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种LVDT式位移传感器，该传感器检测性能好且使用方便。

本实用新型采用的技术方案是，设计一种LVDT式位移传感器，包括：外管、同轴安装在外管内的内管、套在内管上的线圈组、活动设于内管中的测量杆、设于外管一端的电缆线、设于外管内分别与线圈组和电缆线连接的电路板，测量杆由首尾相连的铁芯和测杆构成，测杆的一端伸出外管。线圈组包括：套在内管外壁上的初级线圈、轴向并排套在初级线圈外壁上的第一次级线圈和第二次级线圈，第一次级线圈和第二次级线圈上相邻的端面贴合并位于初级线圈的中间位置，第一次级线圈与第二次级线圈的长度均为初级线圈的1／2。

优选的，外管两端分别设有前端盖和后端盖，内管的两端分别延伸至前端盖和后端盖的外端面上，且内管两端均为通孔。

优选的，电路板位于外管和内管之间的位置。

优选的，内管和初级线圈之间设有一圈初级绝缘层，第一次级线圈和第二次级线圈的外壁上设有一圈次级绝缘层。

优选的，次级绝缘层的外壁上还设有一圈屏蔽层。

优选的，电缆线穿过后端盖伸出外管，后端盖的内端面焊有金属片，电缆线的屏蔽层焊接至金属片上。

优选的，内管上还套有前挡板和后挡板，前挡板和后挡板上相对的端面均设有聚酯薄膜垫片，初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈、初级绝缘层、次级绝缘层及屏蔽层均安装在所述聚酯薄膜垫片之间。

本实用新型的两个次级线圈分布在初级线圈的外层，且两个次级线圈的长度均为初级线圈的一半，在结构和电气均对称，线性度好，温度稳定性高。较优的，本实用新型中内管的长度加长，从外管的前端盖一直延伸到后端盖，由于内管两端均为通孔，当测量杆跟随被测物体移动的位移超过量程时，测量杆不会被撞击，延长传感器的使用寿命，测量杆还可以自由选择任一端作为插入方向，使用起来很方便。进一步优化的，PCB板电路防止在内管和外管之间，具有较好的防电磁干扰性能。

附图说明

下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：

图1是本实用新型的立体示意图；

图2是本实用新型的正面示意图；

图3是图2的A-A剖面示意图；

图4是本实用新型的拆分示意图；

图5是本实用新型前端盖的结构示意图。

具体实施方式

如图1至3所示，本实用新型提出的LVDT式位移传感器，包括：外管1、内管2、线圈组、测量杆、电缆线3及电路板4。其中，外管1和内管2均为内部中空的管体，内管2同轴安装在外管1内，线圈组套在内管2的外圈上，测量杆活动设于内管2中，电路板4设于外管1内并与线圈组连接，电缆线3穿过外管1的一端伸入到外管1内与电路板4连接。

如图3、4所示，测量杆由首尾相连的铁芯5和测杆6构成，铁芯5位于内管2中套有线圈组的位置，测杆6的一端与铁芯5的端部连接、另一端伸出外管1。线圈组包括：套在内管2外壁上的初级线圈7、轴向并排贴合套在初级线圈7外壁上的第一次级线圈8和第二次级线圈9，初级线圈7绕线均匀，产生的感应磁场也比较均匀。第一次级线圈8和第二次级线圈9上相邻的端面贴合并位于初级线圈7的中间位置，而且第一次级线圈8与第二次级线圈9的长度均为初级线圈7的1／2。第一次级线圈8和第二次级线圈9均分套在初级线圈7上，加工时绕线简单，结构对称、电气对称，传感器的线性度好，并且温度稳定性高，实际测量中检测的更准确。

较优的，如图3、4所示，外管1的两端分别设有前端盖10和后端盖11，前端盖10和后端盖11上均设有与内管2直径相匹配的安装孔，内管2的两端分别延伸至前端盖10和后端盖11的安装孔内，前端盖10和后端盖11均为不锈钢材料，内管2通过激光焊接固定在前端盖10和后端盖11上。后端盖11上设有出线孔，出线孔中套有出线保护管12，电缆线3穿过出线保护管12进入外管1中，外管1中还设有束缚电缆线3的尼龙挣带13。较优的，电路板4位于外管1和内管2之间的位置，具有较好的防电磁干扰性能，同时，内管2的两端为通孔，使用时测量杆可从传感器的任一端插入内管2中，并且当测量杆跟随被测物体移动的位移超过量程时，由于端部没有端盖等物体的阻挡，测量杆不会发生碰撞，传感器的使用寿命更长。

更优的，如图3所示，内管2和初级线圈7之间设有一圈初级绝缘层14，初级绝缘层14采用3M绝缘胶带，第一次级线圈8和第二次级线圈9的外壁上设有一圈次级绝缘层15，防止传感器在使用时发生漏电等情况，保证传感器使用时安全稳定。进一步的，次级绝缘层15的外壁上还设有一圈屏蔽层16，防止线圈组使用时受到电磁干扰。内管2上固定套有前挡板17和后挡板18，前挡板17和后挡板18上相对的端面均设有聚酯薄膜垫片19，初级线圈7、第一次级线圈8、第二次级线圈9、初级绝缘层14、次级绝缘层15及屏蔽层16均安装在两个聚酯薄膜垫片19之间，聚酯薄膜垫片19具有耐高温、耐摩擦等多种特性。

再进一步的，如图4、5所示，电缆线3穿过后端盖11伸出外管，后端盖11的内端面焊有金属片20，电缆线3的屏蔽层焊接至金属片20上，金属片20的作用一方面使外管1通过金属片20直接相接到电缆线3的屏蔽层，增加了传感器的抗电磁干扰性能，另一方面通过焊接的连接方式增加了电缆线3的抗拉强度。

上述LVDT式位移传感器的工作原理大致如下，如图2、3所示，测杆6在外部部件带动下移动，铁芯5在测杆6的带动下在线圈组内移动，改变初级线圈7与两个次级线圈之间的互感量，两个次级线圈产生的感应电动势变化，这样，由于两个次级线圈电压极性相反，铁芯5的位移量就变成了两个次级线圈的实时差动电压信号从线缆输出。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。