[发明专利]旁置式精密角位移自行检测系统

权利要求书

1.一种旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，所述系统具有一组或多组独立的电磁测头，所述电磁测头围绕分布于被检机械上相对转动的、具有空间机械等分特征的金属齿状体的与齿相对的一侧，构成定子，而相对转动的金属齿状体构成转子；

所述电磁测头包括导磁基体和线圈，导磁基体为圆环的一段，导磁基体在面对金属齿状体的一面上同时具有轴向开槽和切向开槽，形成齿，且切向开槽的槽宽小于轴向开槽的槽宽；所述线圈包括激励线圈和感应线圈，线圈先沿轴向绕制，再沿切向串联；

所述电磁测头的线圈与微处理器及信号处理电路连接，微处理器内置有误差修正处理模块；

所述电磁测头、微处理器、信号处理电路和被测机械的相对转动金属齿状体共同构成一套能够自行输出精密位移信息的自行检测机械系统。

2.根据权利要求1所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，所述导磁基体的齿顶分别沿切向和轴向设计成弧形，齿顶的弧形为正弦、余弦或其他弧形形状。

3.根据权利要求1或2所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，所述电磁测头覆盖被测机械的金属齿状体的齿数与电磁测头的齿数比例符合2KN±1:2KN，其中K为正整数，N为电磁测头上所加激励的相数；

    且电磁测头的齿宽与槽宽比例符合以下规则：

L3=L2                                 (1)

L4=M(L1+L2)    M=1,2,3……            (2)

其中，L1是金属齿状体的槽宽，L2是金属齿状体的齿宽，L3是电磁测头的齿宽，L4是电磁测头的槽宽，M为正整数。

4. 根据权利要求1-3之一所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，所述每个电磁测头除包含基本的导磁基体和激励、感应线圈外，还有信号补偿线圈，它采用与激励线圈相同的绕制方法绕在导磁基体上，信号补偿线圈由一套独立的补偿交流电源提供补偿激励，其电压幅值、相位、频率成分均可调整。

5. 根据权利要求1-3之一所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，所述电磁测头旁置于相对转动金属齿状体的外圆相对一侧。

6.根据权利要求1-3之一所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，所述被测机械的金属齿状体为齿轮、蜗轮、电机、轴承等，所述齿轮、蜗轮和轴承上的齿都是采用导磁材料制得。

7.根据权利要求7所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，在末端采用齿轮的机械传动链中，选用其末级齿轮作为所述转子，将末级齿轮上的齿视为圆周等分的齿栅，电磁测头围绕分布于末级齿轮的外周，作为定子，由此将齿轮与传感器融为一体，连同微处理器及信号处理电路共同构成一套能自动发出角位移信息的带自行检测功能的精密齿轮系统，实现全闭环控制。

8.根据权利要求7所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，在末端采用蜗轮传动的机械传动链中，选用末端的蜗轮作为所述转子，将蜗轮上的齿视为圆周等分的齿栅，电磁测头围绕分布于蜗轮的外周，作为定子，由此将蜗轮与传感器融为一体，连同微处理器及信号处理电路共同构成一套能自动发出角位移信息的带自行检测功能的精密蜗轮系统，实现全闭环控制。

9. 根据权利要求9所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，若为铸铁蜗轮，可直接做为齿栅；若为铜蜗轮，可采用三种工艺在齿顶添加导磁材料成为齿栅：（1）电镀法；（2）浇铸法；（3）镶嵌法。

10.根据权利要求7所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，在具有轴承的机械传动系统中，将轴承端面盖板加工形成一周等分齿成为齿栅结构，作为所述转子，电磁测头围绕分布于轴承端面盖板的外周，作为定子，由此将轴承与传感器融为一体，连同微处理器及信号处理电路共同构成一套能自动发出角位移信息的带自行检测功能的精密轴承系统，实现全闭环控制。

11.根据权利要求11所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，为了在轴承端面盖板上形成齿栅，可以采用三种方式：（1）直接在轴承盖板上等分磨齿；（2）在普通钢板上等分滚齿后再淬火代替原有轴承盖板；（3）在轴承盖板上镶嵌一圈普通钢圈再滚齿。

12.根据权利要求1-3之一所述的旁置式精密角位移自行检测系统，其特征在于，首次使用所述自行检测机械系统前，先要利用高精度的角位移测量装置对自行检测机械系统的进行位移测量，将测量结果与自行检测机械系统的自测结果进行对比得出自行检测机械系统的固有测量误差，存储于微处理器，以后在实际测量或控制中补偿此固有测量误差部分，达到误差修正后输出精密位移信息的效果。