专利名称：高灵敏电感式力-位移传感器的制作方法
技术领域：
本发明属于电感式力-位移传感器。
在机械制造工业的自动化生产中，为了保证加工质量，要对加工中的模具、刀具的破损状况及机床的故障等进行实时监测，一般采用传感器作为信号采集元件。
西德Brankamp过程控制自动化公司生产的传感器如图1所示。由引出线(1)、芯棒(2)、螺母(3)、销钉(4)、压敏元件(5)、弹性外套(6)所组成。将此传感器装入被测物体(7)内部后随着被测物体作用于传感器上的力的变化，压敏元件输出的电信号也随之变化，该信号经过放大后，即可作为监测的依据。如被测物体的工作状况有变化，则即可从输出信号的变化中得到反映。但这种传感器由于采用压敏元件作为信号提取元件。压敏元件的温度稳定性较差，所以在使用中抗温度的干扰能力就较差。如果将作为信号提取元件的压敏元件改用电感元件，则其温度稳定性就较好，可以提高抗温度干扰的能力，但因一般的电感传感器其灵敏度较低，需要较大的位移才能反映出信号的变化，不能满足实时监控的要求，且一般电感传感器中线圈所用的铜线温度电阻系数较大，当测量时如有温度变化，则也会影响测量精度。
本发明的目的是研制一种灵敏度高，抗温度干扰能力强的力-位移传感器。
本发明的构成是在一个扁平形状的线圈中间插入磁芯，组成一个电感元件，再将该电感元件装入一带螺纹的芯棒的开口端，带有电感元件的芯棒再安装在一弹性外套上，形成一个电感传感器。为降低电感元件导线的温度电阻系数，导线采用特殊的银基合金，其成分为锰8～11%铝0.1～1.0%其余为银。
为提高电感元件测量时的灵敏度，在线圈中插入镍锌铁氧体磁芯，该磁芯的成分为镍1～2%氧化锌5～7%稀土0.01～0.09%其余为三氧化二铁，由粉末冶金制成。
说明附图如下图1为西德K.Brankamp公司的传感器图。
图2为本发明传感器总成图。
图3为本发明传感器的电感线圈图。
图4为本发明传感器的磁芯图。
图5为本发明传感器的芯棒图。
图6为本发明传感器的弹性外套图。
结合
实施例如下本发明传感器(见附图2)由引出线(8)、芯棒(9)、弹性外套(10)、螺母(11)、销钉(12)、电感线圈(13)、磁芯(14)所组成。电感线圈(13)为一扁平形线圈(见附图3)，芯棒(9)(见附图5)的一端有螺纹，另一端为一开口的锥形体，弹性外套(见附图6)的一端有一弹性的开口叉，另一端为带凸台的中孔圆柱。将磁芯(14)(附图4)插入线圈(13)的中间组成一电感元件，再将该电感元件装入芯棒(9)的开口锥形体内。然后将带有电感元件的芯棒螺纹端串入弹性外套(10)的孔中，因芯棒(9)的螺纹端有一槽(15)，销钉(12)可通过孔(16)进入槽(15)中，所以当旋转螺母(11)时，芯棒(9)即向螺母方向拉紧，直至芯棒(9)的锥形端与弹性外套(10)叉形开口相接触。即组成电感传感器。
测量时，在被测物件上开一与弹性外套(10)叉形开口端直经相同的孔，将本发明传感器插入孔中，旋转螺母(11)，由于芯棒(9)向螺母方向拉紧而使弹性外套叉形开口处张开，从而使传感器紧紧接触被测物体的孔壁，当被测物体施加在弹性外套(10)上的力变化时，弹性外套(9)的叉形开口即产生位移，从而由电感元件测得，而输出信号，该信号经放大后即可做为监测信号。
本发明的传感器由于采用扁平形状线圈和加入磁芯，所以测量灵敏度高，又由于采用了银锰合金作为电感线圈的导线，所以抗温度干扰能力强，可以满足机械制造自动生产线上的实时监测的要求。
权利要求
1.一种由引出线(8)、芯棒(9)、弹性外套(10)、螺母(11)、销钉(12)、电感线圈(13)、磁芯(14)所组成的电感式力--位移传感器，其特征是电感元件为一在扁平形状的线圈(13)中插入一磁芯(14)，该电感元件又装入芯棒(9)的开口端，带有电感元件的芯棒(9)再装在弹性外套(10)上，组成电感式力--位移传感器。
2.按权利要求1所说的传感器，其特征是线圈的导线是银锰合金，其成分为锰 8～11% 铝 0.1～1.0% 其余成分为银。
3.按权利要求1所说的传感器，其特征是磁芯为镍锌铁氧体，其成分为镍 1～2% 氧化锌 5～7% 稀土 0.01～0.09% 余为三氧化二铁。
全文摘要
一种用于自动生产线上对模具、刀具、机床工况进行实时监测的力——位移传感器，其特征是用电感元件作为信号提取元件，较一般的压敏元件抗温度干扰强。由于采用扁平的线圈结构和加入磁芯，所以测量灵敏度高。
文档编号B23Q17/09GK1047996SQ9010471
公开日1990年12月26日 申请日期1990年7月24日 优先权日1990年7月24日
发明者冯冠平 申请人:清华大学