[实用新型]一种圆柱形分离式感应同步器

说明书

所属技术领域：

本发明属于传感器技术领域，圆柱形分离式感应同步器是基于电磁感应原理进行设计的空间相对位移测量传感器。

背景技术：

目前，利用电磁原理制造的角度传感器在各种仪器和设备上有着几十年的广泛应用，感应同步器就是这类部件的典型代表。

感应同步器以电磁感应原理为设计基本根据，通过激磁电路对激磁线圈输入变化电流，使得感应线圈输出感应电压，感应电压大小取决于激磁电流的变化、软磁材料体的空间分布、线圈形状和激磁线圈与感应线圈的相对位置。对感应电压进行采样和计算，即可得到空间相对位置的测量数据。

分离式角度测量感应同步器分为两个部件，一个部件安装在转动轴上，简称为转子，另一个部件安装在轴座上，简称为定子，两个部件之间有很小的间隙(一般是零点几毫米)，两个部件的相对面简称工作面。

目前，角度测量感应同步器的定子和转子是圆盘形，径向尺寸较大，感应信号较弱，难以达到广泛应用，为了减小空间尺寸，研制出新型的分离式圆柱形感应同步器，并且采用将所有线圈都制作在定子上的结构设计，提高了可靠性，参看图1；在某些应用场合中具有一定的优势。

为了在360°内获得高分辨力的绝对编码，通常具有两套角度测量系统，一套得到小区间内的高分辨力的编码，称为精编码，称此路激磁电流为精激磁电流，感应线圈为精感应线圈，其它类推；另一套得到360°区间内的较低分辨力的编码，称为粗编码，于是称此路激磁电流为粗激磁电流，感应线圈为粗感应线圈，其它类推。利用精编码和粗编码进行计算，可以得到高分辨力的360°区间上的绝对编码。

发明内容：

为了减小空间尺寸和提高可靠性，本发明设计了一种新型的圆柱形分离式感应同步器，其技术方案如下：

第一创新点：以软磁材料体分布的变化来影响感应线圈内磁通量的变化为出发点，进行新型感应同步器的设计；新型感应同步器包括转子和定子，转子和定子的工作面为圆柱面，其特征为：将精感应线圈部件、粗感应线圈部件和激磁线圈部件都制作在圆筒形定子上，精感应线圈部件包含多个精感应线圈组，精感应线圈组的组数可选大于等于4的偶数；精感应线圈在定子上环形排列；每组内相邻线圈相对于圆心的夹角为360°/2N，N为精编码在360°内的周期数；精感应线圈磁芯的一端面处于定子的内侧圆柱形工作面上，另一端固定在一个软磁材料制作的圆筒形基体上，软磁材料制作的圆筒形基体固定在圆筒形定子机体上，两者之间用抗磁材料的垫圈隔离；每组内奇数序号的精感应线圈的线圈缠绕方向与偶数序号的精感应线圈的线圈缠绕方向相反；奇数序号的精感应线圈组内的精感应线圈产生的感应电压合成后输出，作为第一路精感应信号，偶数序号的线圈组内的精感应线圈产生的感应电压合成后输出，作为第二路精感应信号；粗感应线圈部件包含多个粗感应线圈组，粗感应线圈组的组数可选大于等于4的偶数，粗感应线圈在定子上环形排列，每组内相邻线圈相对于圆心的夹角为360°/2M，M为粗编码在360°内的周期数，粗感应线圈磁芯的一端面处于定子的内侧圆柱形工作面上，另一端固定在一个软磁材料制作的圆筒形基体上；每组内奇数序号的粗感应线圈的线圈缠绕方向与偶数序号的粗感应线圈的线圈缠绕方向相反；奇数序号的粗感应线圈组内的粗感应线圈产生的感应电压合成后输出，作为第一路粗感应信号，偶数序号的线圈组内的粗感应线圈产生的感应电压合成后输出，作为第二路粗感应信号；激磁线圈部件处于精感应线圈部件和粗感应线圈部件的中间位置，激磁线圈部件包含多个激磁线圈，激磁线圈在定子上环形排列，激磁线圈磁芯的一端面处于定子的内侧圆柱形工作面上，另一端固定在一个软磁材料制作的圆筒形基体上；所有激磁线圈串连，输入同一个激磁信号；在转子基体的外侧安装有用抗磁材料制作的圆筒，其上镶嵌着两圈用软磁材料制作的长方体细长块(简称导磁块)，导磁块分两组环形均匀分布，上圈内有M个，下圈内有N个；精感应线圈、N个导磁块、软磁材料的圆筒和激磁线圈形成产生精感应电压的部件，粗感应线圈、M个导磁块、软磁材料的圆筒和激磁线圈形成产生粗感应电压的部件。

第二创新点：精感应线圈部件和粗感应线圈部件共同配有一个激磁线圈部件，精感应线圈和粗感应线圈产生感应电压所需的变化磁场都由一个激磁线圈部件产生。

附图说明：

图1为转子和定子安装完成后的剖视图，L1表示图4剖视图的位置和方向，L2表示图5剖视图的位置和方向，L3表示图6剖视图的位置和方向。

图2为转子工作面示意图，D和F为尺寸不同的两组镶嵌在转子上的软磁材料块(简称为导磁块)。