一种由多个线圈组成的差动变压器式电感位移传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于精密测量领域，涉及对精密测量传感器的改进，具体涉及一种由多个线圈组成的差动变压器式电感位移传感器。
【背景技术】
[0002]传统差动变压器式电感位移传感器，以其位移分辨率高、结构简单、工作可靠的特点，在精密测量领域应用广泛。
[0003]传统差动变压器式电感位移传感器的结构如图1所示，包括:移动磁芯(2)、磁套
[3]、非导磁输出杆(4)、左侧副线圈(7)、主线圈⑶和右侧副线圈(13)。移动磁芯(2)位于左侧副线圈(7)、主线圈(8)和右侧副线圈(13)组成的内腔中。在主线圈(8)中施加正弦激励信号，由于电磁感应现象，在左侧副线圈(7)和右侧副线圈(13)中输出感应电压，且感应电压大小会随移动磁芯⑵的位置而变化，而非导磁输出杆⑷与磁芯⑵固连，由此可以根据左侧副线圈(7)和右侧副线圈(13)的输出电压大小得到非导磁输出杆(4)的位移变化。
[0004]传统差动变压器式电感位移传感器是依据电磁感应原理工作的，由于受到导磁材料性能限制，传统差动变压器式电感位移传感器测量范围比较小，最大只有几十毫米，如果工作范围过大，不但传统差动变压器式电感位移传感器体积需要增加，线性度和位移分辨率也均会变差，不再适合高精度测量。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了克服传统差动变压器式电感位移传感器量程较小的缺点，扩大其测量范围，同时保留其位移分辨率高的优点，以实现其对大范围位移的高精度测量，提出一种由多个线圈组成的差动变压器式电感位移传感器。
[0006]本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
[0007]一种由多个线圈组成的差动变压器式电感位移传感器，其特征在于:其包括:线圈组(I)、移动磁芯(2)、磁套(3)、非导磁输出杆(4)和位移粗测系统。
[0008]线圈组⑴套在移动磁芯⑵外部；磁套⑶套在线圈组⑴外部；非导磁输出杆
(4)与移动磁芯(2)固定连接。
[0009]线圈组(I)由超过4个以上完全相同的线圈组成；移动磁芯(2)和磁套(3)由高导磁软磁性材料制成；非导磁输出杆(4)由非导磁金属材料制成。
[0010]所述线圈组(I)既可以将相邻三个线圈的中间一个作为主线圈，两侧线圈分别作为作为左侧副线圈和右侧副线圈，也可以将中间相邻η个线圈串联作为主线圈，将主线圈左侧的相邻η个线圈串联作为左侧副线圈，将主线圈右侧的相邻η个线圈串联作为右侧副线圈，从而构成差动变压器式电感位移传感器。其中，η多2，且η为正整数。
[0011]线圈组(I)中的相邻三组线圈、移动磁芯(2)、磁套(3)、非导磁输出杆(4)组成一个传统差动变压器式电感位移传感器。
[0012]位移粗测系统的作用是对移动磁芯(2)的位置进行粗测，作为切换线圈组(I)中相应线圈的依据。
[0013]其工作过程为:
[0014]步骤1:位移粗测系统粗测移动磁芯(2)的位置，通过移动磁芯(2)的位置确定移动磁芯(2)在线圈组(I)中对应的相邻三组线圈。
[0015]步骤2:在步骤I所述相邻三组线圈的中间线圈中通入交流正弦驱动信号，作为所述差动变压器式电感位移传感器的主线圈，而其两侧的线圈作为所述差动变压器式电感位移传感器的左侧副线圈和右侧副线圈，只要移动磁芯(2)的位置在所述相邻三组线圈的工作范围内，左侧副线圈和右侧副线圈输出与移动磁芯(2)位置相关的感应信号。
[0016]步骤3:当移动磁芯⑵的位置超出步骤I中所述相邻三组线圈的工作范围时，位移粗测系统重新确定移动磁芯(2)的位置，将移动磁芯(2)对应位置上的当前相邻三个线圈组成新的主线圈、左侧副线圈和右侧副线圈，在新的位置构成一个差动变压器式电感位移传感器，通过这种方式可以延长差动变压器式电感位移传感器的测量范围。
[0017]所述位移粗测系统为电磁式测量机构或电阻式测量机构或电阻应变式测量机构或光电式测量机构或组合式测量机构或外部测量机构。
[0018]所述位移粗测系统由非导磁输出杆(4)、干簧管组(5)和永久磁铁(6)组成。干簧管组(5)由与线圈组⑴中线圈数量一致的干簧管组成，相邻2个干簧管的轴心间距离与线圈宽度一致。干簧管组(5)套在非导磁输出杆(4)的外面；永久磁铁(6)固定在非导磁输出杆⑷上。
[0019]当非导磁输出杆(4)移动时，永久磁铁(6)对应的干簧管发出感应信号，从而确定移动磁芯⑵在线圈组(I)中对应的相邻三组线圈。
[0020]有益效果
[0021]本发明提出的由多个线圈组成的差动变压器式电感位移传感器与传统差动变压器式电感位移传感器相比较，其的优点在于:通过改变主线圈与副线圈的位置，延长差动变压器式电感位移传感器的测量范围，既保留了传统差动变压器式电感传感器的测量精度高的优点，也克服了其工作范围较小的缺点。
【附图说明】
[0022]图1是已有技术中三个线圈形成一个传统差动变压器式电感位移传感器的组成结构示意图；
[0023]其中，2-移动磁芯、3-磁套、4-非导磁输出杆、7-左侧副线圈、8-主线圈、13-右侧副线圈；
[0024]图2是本发明【具体实施方式】中多个线圈组成的差动变压器式电感位移传感器的组成结构示意图；
[0025]其中，1-线圈组、5-干簧管组、6-永久磁铁。
[0026]图3为本发明【具体实施方式】中线圈切换过程示意图；图3(&)为线圈切换前移动磁芯(2)的位置示意图；图3(b)为线圈切换后移动磁芯(2)的位置示意图；
[0027]其中，9-第一线圈、10-第二线圈、11-第三线圈、12-第四线圈。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
[0029]本实施例中的差动变压器式电感位移传感器包括:线圈组1、移动磁芯2、磁套3、非导磁输出杆4和位移粗测系统。
[0030]线圈组I套在移动磁芯2外部；磁套3套在线圈组I外部；非导磁输出杆4与移动磁芯2固定连接。
[0031]线圈组I由超过4个以上参数完全一致的漆包线圈组成，线圈间精密结合并相互独立；移动磁芯2和磁套3由高导磁软磁性材料制成；非导磁输出杆4由非导磁金属材料制成。
[0032]线圈组I中的相邻三组线圈、移动磁芯2、磁套3、非导磁输出杆4组成一个传统差动变压器式电感位移传感器。
[0033]位移粗测系统由非导磁输出杆4、干簧管组5和永久磁铁6组成。干簧管组5由与线圈组I中线圈数量一致的干簧管组成，相邻2个干簧管的轴心间距离与线圈宽度一致。干簧管组5套在非导磁输出杆4的外面，并与线圈组I的一端固定连接。永久磁铁6固定在