[发明专利]变压器式角度传感系统

说明书

技术领域

本发明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 变压器式角度传感系统。

背景技术

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1mm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。

发明内容

本发明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 变压器式角度传感系统，能适用于各种角位移的检测。

为达到上述目的，本发明提供了一种变压器式角度传感系统，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“O”形或“n”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，励磁线圈均匀 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。本发明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。