一体式差动变压器式位移传感器的制作方法

本实用新型涉及传感器制造领域，尤其是一体式差动变压器式位移传感器。

背景技术：

差动变压器式位移传感器具有工作可靠、使用维护方便、寿命长、重复精度高、动态特性好、结构简单、体积小等优点，特别适合对处于高温、高湿、油污等恶劣现场的运动部件的位移测量。

请参考图1所示，其示出了现有技术中的一种典型的差动变压器式位移传感器10的结构。其包括外壳101、骨架102、拉杆104，所述骨架102的两端分别设有前端盖105及后端盖106，其中：所述骨架2的外侧绕设有线圈，所述外壳101与所述骨架102之间填充有灌封料107，所述线圈被所述灌封料107包覆。所述拉杆104贯穿所述前端盖105，所述拉杆104位于所述骨架102内的一端固定连接有移动铁芯103，所述拉杆104伸出所述骨架102外的一端设有用于连接被测运动部件(未图示)的安装部109。

所述外壳101上贯穿有线缆108，所述线缆108的一端与所述线圈电性连接诶，所述线缆108的另一端连接与外部的解调振荡电路板电性连接。

将被测运动件经安装部109连接在拉杆104的一端，当被测运动件发生位移时，通过所述拉杆104带动所述移动铁芯103在所述骨架102的内腔内直线移动，从而造成所述线圈产生的空间磁场发生变化，最终使得线圈产生相应的差动输出电压。由于差动输出电压与移动铁103的位移成线性关系，所以可以根据差动电压计算出移动铁芯103的位移大小及方向。

所述解调振荡电路板一方面用于产生驱动传感器的振荡信号，另一方面将传感器输出的差动电压信号解调为标准的直流电流信号。

参照图2，其示出了差动变压器式位移传感器100的工作原理：

差动变压器式位移传感器100的线圈由初级线圈p、次级线圈s1及次级线圈s2组成。初级线圈p绕设在骨架102的中间位置，次级线圈s1及次级线圈s2分别绕设在初级线圈p的两侧，次级线圈s1与次级线圈s2反向串联。

电源向初级线圈p供给一定频率的交流电压usr后，当被测运动部件发生位移时，在拉杆104的传递下，移动铁芯103在骨架102的内腔内发生相应移动，造成空间的磁场分布发生变化，从而改变初级线圈p与次级线圈s1之间的互感量m1及初级线圈p与次级线圈s2之间的互感量m2，最终致使次级线圈s1与次级线圈s2输出的电压之差es(差动输出电压)发生变化，具体如下：

1、当移动铁芯103在骨架102的内腔的中间位置时(初级线圈p处)，互感量m1与互感量m2相同，次级线圈s1与次级线圈s2产生的电动势es1与es2相等，因此差动输出电压es为零。

2、当移动铁芯103移向次级线圈s1时，互感量m1增大，互感量m2减小，次级线圈s1产生的电动势es1大于次级线圈s2产生的电动势es2，差动输出电压es大于零，移动铁芯103移向次级线圈s1的移动量越大，差动输出电压es越大。

3、当移动铁芯103移向次级线圈s2时，互感量m1减小，互感量m2增大，次级线圈s1产生的电动势s1小于次级线圈s2产生的电动势es2，差动输出电压小于零，移动铁芯103移向次级线圈s2的移动量越大，差动输出电压es的绝对值越大。

由于差动输出电压es与移动铁芯103的位移成线性关系，所以可以根据差动电压es的值计算出移动铁芯103的位移大小及方向。

现有技术中的差动变压器式位移传感器存在如下技术缺陷：需要将线缆连接至外部的解调振荡电路板上，使用过程中，解调振荡电路板与传感器之间容易出现断线或接触不良，从而使得传感器的稳定性较差。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的差动变压器式位移传感器的技术问题，本实用新型提供了一种一体式差动变压器式位移传感器，其技术方案如下：

一体式差动变压器式位移传感器，其包括由外向内依次嵌套设置的外壳、骨架及拉杆，所述骨架的两端分别设有前端盖及后端盖，所述外壳、所述骨架、所述前端盖和所述后端盖合围成一安装空间，所述安装空间内设置有线圈及与线圈电连接的解调振荡电路板，其中所述线圈绕设在所述骨架的外壁上；所述拉杆贯穿所述前端盖，所述拉杆位于所述骨架内的一端固定连接有移动铁芯，所述拉杆伸出所述骨架外的一端设有用于连接被测运动部件的安装部，所述拉杆用于带动所述移动铁芯在所述骨架的内腔内直线移动。

作为本实用新型的进一步改进，所述安装空间内填充有灌封料，所述线圈和所述解调振荡电路板被所述灌封料包覆。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳上贯穿有与一端与所述线缆解调振荡电路板电连接的线缆，所述线缆的另一端向外延伸出所述外壳。

作为本实用新型的进一步改进，所述解调振荡电路板包括：基板，设置在所述基板上的振荡电路，设置在所述基板上的依次串联的解调电路、放大滤波电路及电压/电流转换电路。

与现有技术相比，本实用新型提供的一体式差动变压器式位移传感器，其将解调振荡电路板集成至传感器的外壳内，其显著提升了传感器线圈与解调振荡电路板的连接稳定性，从而提高了传感器的系统的可靠性。

附图说明

图1为现有技术中的差动变压器式位移传感器的结构示意图；

图2为差动变压器式位移传感器的工作原理示意图；

图3为本实用新型的一体式差动变压器式位移传感器的结构示意图；

图4为本实用新型的一体式差动变压器式位移传感器的解调振荡电路板的结构框图；

图5为图4中的振荡电路在一个实施例中的电路结构图；

图6为图4中的解调电路在一个实施例中的电路结构图；

图7为图4中的放大滤波电路在一个实施例中的电路结构图；

图8为图4中的电压/电流转换电路在一个实施例中的电路结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点、能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图3，其示出了本实用新型在一个具体实施例中的结构示意图。如图3所示，本实用新型的一体式差动变压器式位移传感器200包括由外向内依次嵌套设置的外壳201、骨架202及拉杆204，所述骨架202的两端分别设有前端盖205及后端盖206。所述外壳201、所述骨架202、所述前端盖205和所述后端盖206合围成一安装空间，所述安装空间内设置有线圈(未图示)及与所述线圈电性连接的解调振荡电路板210，其中所述线圈绕设在所述骨架202的外壁上，所述拉204贯穿所述前端盖205，所述拉杆204位于所述骨架202内的一端固定连接有移动铁203芯，所述拉杆204伸出所述骨架202外的一端设有用于连接被测运动部件的安装部209。

所述拉杆204用于带动所述移动铁芯203在所述骨架202的内腔内直线移动，从而造成所述线圈产生的空间磁场发生变化。

在一些优选实施例中，所述安装空间内填充有灌封料207，所述线圈和所述解调振荡电路板210被所述灌封料包覆。线圈、解调振荡电路板210被灌封料8包覆后，其抗振性能得到显著提高。

所述解调振荡电路板210一方面用于产生驱动传感器所需的振荡信号，另一方面将传感器的线圈输出的差动电压信号解调为标准的直流电流信号。

为了实现解调振荡电路板210与外部的电源及传感器信号接收系统的连接，所述外壳201上贯穿有一端与所述线缆解调振荡电路板210电连接的线缆208，所述线缆208的另一端向外延伸出所述外壳201以连接外部的电源及传感器信号接收系统。

需要说明的是，本实用新型的一体式差动变压器式位移传感器200的工作原理与现有技术(背景技术)中的差动变压器式位移传感器100一致，本说明书不再赘述。与现有技术相比，所述实用新型存在的主要区别在于，其将线缆解调振荡电路板210灌封至传感器的外壳201和骨架202之间，从而实现了传感器本体结构与解调振荡电路板的一体化，最终提升了传感器线圈与解调振荡电路板的连接稳定性，从而提高了传感器的系统的可靠性

请参考图4所示，在一些具体实施例中，所述解调振荡电路板210包括基板，设置在所述基板上的振荡电路2011，设置在所述基板上的依次串联的解调电路2012、放大滤波电路2013及电压/电流转换电路2014。其中：

所述振荡电路2011用于产生传感器所需的振荡信号，需要说明的是通过振荡电路产生传感器所述的振荡信号的相关技术为本领域技术人员所熟悉的技术手段，其电路结构也并非本实用新型所要保护的对象。本领域技术人员在实施本实用新型时可以根据需要选择现有技术中各种现成的用于驱动传感器的振荡电路，如图5所示，其示出了一种振荡电路，其即可以被用作为本实用新型中的所述振荡电路2011。该所述振荡电路首先由运放进行阻容自振荡产生一定频率的方波信号，该方波信号经一典型的二级巴特沃斯滤波器后产生正弦波信号，而后由甲乙类推挽电路进行功率放大后即能输出传感器所需的振荡信号。

所述解调电路2012将传感器线圈输出的差动输出电压整流成直流电压信号。需要说明的是通过解调电路产生将差动电压信号整流成直流电压信号为本领域技术人员所熟悉的技术手段，其电路结构也并非本实用新型所要保护的对象。本领域技术人员在实施本实用新型时可以根据需要选择现有技术中各种现成的解调电路，如图6所示，其示出了一种典型的解调电路，其即可以被用作为本实用新型中的所述解调电路2012。

所述放大滤波电路2013用于实现对解调电路2012输出的直流电压信号的放大及滤波。通过放大滤波电路实现对直流电压信号的放大及滤波同样是本领域技术人员所熟悉的技术手段，其电路结构也并非本实用新型所要保护的对象。本领域技术人员在实施本实用新型时可以根据需要选择现有技术中各种现成的放大滤波电路，如图7所示，其示出了一种典型的放大滤波电路，其即可以被用作为本实用新型中的所述解调电路2013。

所述电压/电流转换电路2014用于将放大滤波电路2013输出的经放大后的直流电压信号转换为直流电流信号并传动至外部的传感器信号接收系统。如图8所示，其示出了一种典型的电压/电流转换电路，其即可以被用作为本实用新型中的所述电压/电流转换电路2014。

上文对本实用新型进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本实用新型的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本实用新型的保护范围。本实用新型所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。