专利名称：变压器式角度传感装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于传感器安装装置，具体地说，是一种基于电磁信号传递的变压器 式角度传感装置。
技术背景传统的变压器式传感器，主要有三种结构类型一是变气隙型、二是变截面型、三 是螺管型。其中变气隙型由于灵敏度很高、非线性严重、只适用于测量Imm以内的微小位移。 变截面型的测量范围有所增大，可以方便地设计成角度传感器，但它的缺点是非线性仍然 很明显、线性输出范围太小，一般在20度左右。螺管型的示值范围大，行程易于任意安排， 应用非常广泛，但螺管型均是采用直筒状线圈结构，用于角度检测时，必须通过机械结构将 旋转变化为直线型滑动，限制了螺管型变压器式传感器的应用性能。上述传统技术都有一个共同缺点，它们在实际使用中，都采用差动式线圈结构，差 动式线圈结构只能提供线性输出，不能按用户需要定制输出曲线。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种体积小、示值范围大、输出曲线可以定制的变压器 式角度传感装置，能适用于各种角位移的检测。为达到上述目的，本实用新型提供了一种变压器式角度传感装置，设置有底座，该 底座上安装有励磁线圈和感应线圈，且励磁线圈和感应线圈中套装有同一导磁体，其关键 在于所述励磁线圈和感应线圈呈圆弧形，所述导磁体为圆弧形导磁条；所述底座上还固定有线圈骨架，该线圈骨架内开有通道，所述导磁体伸入通道中， 所述感应线圈缠绕在该线圈骨架上。底座以印刷电路板为主，线圈骨架可以是一个圆弧形骨架，也可以是多个短的小 骨架按圆弧排列焊接在电路板上，采用细的漆包线或皮包线缠绕在线圈骨架上，就形成圆 弧线圈。所述线圈骨架的横截面为“U”形或“0”形或“η”形。线圈骨架有多种形式，只要能在骨架内设置一个便于圆弧导磁体转动的空间，能 在骨架外缠绕线圈即可。所述线圈骨架的横截面由大到小或由小到大，该线圈骨架线圈的横截面也由大到 小或由小到大。线圈的横截面变化，可以调整感应线圈的输出线性。所述导磁体由至少两层导磁条重叠组成，且伸入所述感应线圈内的相邻导磁条间 的长度依次递增。不同长度的磁条，可以调整感应线圈的输出线性。位于所述感应线圈以外的导磁体连接有支臂，该支臂上安装有转轴，该转轴位于所述导磁体的圆弧圆心处。所述转轴上固定有主动臂，所述底座上固定有左、右限位块，其中左限位块位于所 述主动臂移动轨迹的左端，右限位块位于所述主动臂移动轨迹的右端，所述左、右限位块限 制所述主动臂的移动范围。左、右限位块限制所述支臂的移动范围。也限制了导磁体的摆动行程，避免导磁体 的行程超限。所述励磁线圈也可以固定在导磁体上或支臂上或转轴上。用导磁体制作支臂和转轴，就可以将励磁线圈固定在支臂上或转轴，只要能将绝 大部分磁力线引入导磁体就可以。励磁线圈经活动导线与信号源相连接。也可以固定住磁条，将骨架和感应线圈固定在支臂上，转轴带动支臂旋转，而感应 线圈与焊接在电路板上的活动线连接。 所述感应线圈疏密配合绕制在所述线圈骨架上。线圈可以按照前疏后密、前密后疏、或疏密间隔的方式绕制，也可以分组绕制，即 多匝导线绕成一组，组与组之间的间隙为疏密不同，这样可以根据需要调整感应线圈的输 出线性。公知的输出曲线控制技术是采用差动式线圈结构。以螺管型差动式线圈为例，在 中空的直筒型螺管上，励磁线圈均勻绕满螺管，感应线圈则绕在励磁线圈外层，分为左右若 干组，各组均为对称绕制，利用对称线圈信号的差值作为输出曲线，但公知的技术输出都为 线性，还未见其它特殊输出曲线的报道。本实用新型通过变化匝间距的规律来控制输出线 性，新颖而实用，这比单片机、运算电路等输出调节方式都更为简便、更易控制成本。所述导磁体到感应线圈的最小直线距离大于1mm。所述线圈骨架中还固定有第二导磁块，该第二导磁块靠近所述导磁体的运行轨 迹。所述第二导磁块，位于所述导磁体的运行轨迹的末端。第二导磁块固定在制定位置，当导磁体行进到该位置时，感应线圈上的感应信号 发生骤变，便于后续电路识别。本实用新型的显著效果是提供了一种体积小、示值范围大、输出曲线可以定制的 变压器式角度传感装置，能适用于各种角位移的检测。满足不同弧度的角度位移检测需要， 且其输出线性也可以按照需要设置制作。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是多个线圈骨架的安装示意图；图3是限位块的安装示意图；图4是第二导磁块的安装示意图；图5是线圈骨架横截面变化的结构示意图；图6是本实用新型采用旋转支架的结构示意图；图7是本实用新型感应线圈均勻绕制时的输出曲线示意图；图8是本实用新型感应线圈由疏到密绕制时的输出曲线示意图；图9是本实用新型感应线圈分组绕制时的输出曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。如图1所 示一种变压器式角度传感装置，设置有底座7，该底座7上安装有励磁 线圈1和感应线圈2，且励磁线圈1和感应线圈2中套装有同一导磁体3，其关键在于所述 励磁线圈1和感应线圈2呈圆弧形，所述导磁体3为圆弧形导磁条；所述底座7上还固定有线圈骨架4，该线圈骨架4内开有通道，所述导磁体3伸入 通道中，所述感应线圈2缠绕在该线圈骨架4上。如图2所示底座7以印刷电路板为主，线圈骨架4可以是一个圆弧形骨架，也可 以是多个短的小骨架按圆弧排列焊接在电路板上，采用细的漆包线或皮包线缠绕在线圈骨 架4上，就形成圆弧线圈。所述线圈骨架4的横截面为“U”形或“0”形或“η”形。线圈骨架4有多种形式，只要能在骨架内设置一个便于圆弧导磁体3转动的空间， 能在骨架外缠绕线圈即可。如图5所示所述线圈骨架4的横截面由大到小或由小到大，该线圈骨架4线圈的 横截面也由大到小或由小到大。线圈的横截面变化，可以调整感应线圈2的输出线性。所述导磁体3由至少两层导磁条重叠组成，且伸入所述感应线圈2内的相邻导磁 条间的长度依次递增。不同长度的磁条，可以调整感应线圈2的输出线性。也可以采用多根不同磁条磁导特性的磁条进行叠加，如一层采用硅钢材料，另一 层采用坡莫合金，二者的温度曲线不同，但二者组合在一起后，就能取得更平滑的温度曲 线。位于所述感应线圈2以外的导磁体3连接有支臂6，该支臂6上安装有转轴5，该 转轴5位于所述导磁体3的圆弧圆心处。如图3所示所述转轴5上固定有主动臂10，主动臂9连接外部的运动装置，如测 液位的浮子、拉索等机构。所述底座7上固定有左、右限位块8、8’，其中左限位块8位于所 述主动臂10移动轨迹的左端，右限位块8’位于所述主动臂10移动轨迹的右端，所述左、右 限位块8、8’限制所述主动臂10的移动范围。也可以将左、右限位块8、8’设置在支臂6的左端和右端。左、右限位块8、8’限制所述支臂6的移动范围。也限制了导磁体3的摆动行程， 避免导磁体3的行程超限。所述励磁线圈1也可以固定在导磁体3上或支臂6上或转轴5上。用导磁体制作支臂6和转轴5，就可以将励磁线圈1固定在支臂6上或转轴5，只 要能将绝大部分磁力线引入导磁体3就可以。励磁线圈1经活动导线与信号源相连接。也可以固定住磁条，将骨架和感应线圈2固定在支臂6上，转轴5带动支臂6旋转， 而感应线圈2与焊接在电路板上的活动线连接。所述感应线圈2疏密配合绕制在所述线圈骨架4上。线圈可以按照前疏后密、前密后疏、或疏密间隔的方式绕制，也可以分组绕制，即多匝导线绕成一组，组与组之间的间隙为疏密不同，这样可以根据需要调整感应线圈2的 输出线性。比较图7、8、9所示就能看出感应线圈2前疏后密绕制后的输出线性最好，但工艺复杂，分组绕制的工艺更简单，其输出线性也较均勻绕制的输出线性好很多。故分组绕制的 得性价比是最好的。所述导磁体3到感应线圈2的最小直线距离大于1mm。如图4所示所述线圈骨架4中还固定有第二导磁块9，该第二导磁块9靠近所述 导磁体3的运行轨迹。所述第二导磁块9，位于所述导磁体3的运行轨迹的末端。当导磁体3运行到轨迹 末端，第二导磁块9引导磁力线发生明显改变，导致感应线圈2的输出信号发生骤变，给后 续电路一个明显的告警信号。尽管以上结构结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但本实用新型不 限于上述具体实施方式
，上述具体实施方式
仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普 通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型宗旨及权利要求的前提下，可以 作出多种类似的表示，如更改线圈骨架数量和圆弧角度、更换线圈骨架形状、更换线圈绕线 结构和层数、导磁条的层数改变、多种导磁材料相互搭配、各层导磁条的长度不一、相互重 叠等方式，这样的变换均落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种变压器式角度传感装置，设置有底座(7)，该底座(7)上安装有励磁线圈(1)和感应线圈(2)，且励磁线圈(1)和感应线圈(2)中套装有同一导磁体(3)，其特征在于所述励磁线圈(1)和感应线圈(2)呈圆弧形，所述导磁体(3)为圆弧形导磁条；所述底座(7)上还固定有线圈骨架(4)，该线圈骨架(4)内开有通道，所述导磁体(3)伸入通道中，所述感应线圈(2)缠绕在该线圈骨架(4)上。
2.根据权利要求1所述的变压器式角度传感装置，其特征在于所述线圈骨架(4)的 横截面为“U”形或“O”形或“η”形。
3.根据权利要求1或2所述的变压器式角度传感装置，其特征在于所述线圈骨架(4) 的横截面由大到小或由小到大，该线圈骨架⑷线圈的横截面也由大到小或由小到大。
4.根据权利要求1所述的变压器式角度传感装置，其特征在于所述导磁体(3)由至 少两层导磁条重叠组成，且伸入所述感应线圈(2)内的相邻导磁条间的长度依次递增。
5.根据权利要求1所述的变压器式角度传感装置，其特征在于位于所述感应线圈(2) 以外的导磁体(3)连接有支臂(6)，该支臂(6)上安装有转轴(5)，该转轴(5)位于所述导 磁体(3)的圆弧圆心处。
6.根据权利要求5所述的变压器式角度传感装置，其特征在于所述转轴(5)上固定 有主动臂(10)，所述底座(7)上固定有左、右限位块(8、8’)，其中左限位块(8)位于所述 主动臂(10)移动轨迹的左端，右限位块(8’ )位于所述主动臂(10)移动轨迹的右端，所述 左、右限位块(8、8，)限制所述主动臂(10)的移动范围。
7.根据权利要求1所述的变压器式角度传感装置，其特征在于所述感应线圈(2)疏 密配合绕制在所述线圈骨架(4)上。
8.根据权利要求1所述的变压器式角度传感装置，其特征在于所述导磁体(3)到感 应线圈(2)的最小直线距离大于1mm。
9.根据权利要求1所述的变压器式角度传感装置，其特征在于所述线圈骨架(4)中 还固定有第二导磁块(9)，该第二导磁块(9)靠近所述导磁体(3)的运行轨迹。
10.根据权利要求1所述的变压器式角度传感装置，其特征在于所述第二导磁块(9)， 位于所述导磁体(3)的运行轨迹的末端。
专利摘要本实用新型公开了一种变压器式角度传感装置，设置有底座，该底座上安装有励磁线圈和感应线圈，且励磁线圈和感应线圈中套装有同一导磁体，其特征在于所述励磁线圈和感应线圈呈圆弧形，所述导磁体为圆弧形导磁条；所述底座上还固定有线圈骨架，该线圈骨架内开有通道，所述导磁体伸入通道中，所述感应线圈缠绕在该线圈骨架上。也可以固定磁条。其显著效果是本装置体积小，能满足不同弧度的角度位移检测需要，且其输出线性也可以按照需要设置制作。
文档编号G01D5/12GK201569408SQ20092029391
公开日2010年9月1日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者蒋勤舟 申请人:蒋勤舟