[发明专利]一种基于磁路的位移传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种位移传感器，尤其是一种利用磁路，并使用磁场感应器的位移传感器。

背景技术

位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。在生产过程中，位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多，包括电位器式位移传感器、电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统。这种传感器发展迅速，应用日益广泛。

小范围位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测，大范围的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。非接触的运动探测还提供了免于磨损的优点。光学和磁性方法是非接触测量方法中最为广泛的。由于光的小波长，光学方法确保了非 常高水平的精度，而磁性方法对污垢和损坏非常不敏感，尤其是在磁体和传感器部件完全包封在非磁性密封外壳中的情况下。

利用磁路进行位移测量所测的位移精度较高，在原来的位移测量中，只测得一个永久磁体所在磁场的变化的位移量，误差较大，而且精度不高。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够非接触的、测量多组数据、精确度高的位移传感器。

本发明采用的技术方案如下：

本发明基于磁路的位移传感器，包括基体A和基体B，所述基体A上设有永磁体，所述基体B上设有从动磁体，所述永磁体与从动磁体相向布置形成磁场，所述永磁体与从动磁体之间布置有磁场传感器，所述磁场传感器与模数转换器相连。

由于上述结构，在使用过程中，通过在永磁体与从动磁体形成的磁场中放置磁场传感器，测量由于从动磁体移动而使整个磁场发生的变化，得到位移值，测量精度较高；在测量中永磁体与从动磁体没有接触，可以避免接触产生的磨损，而且可以在比较恶劣的环境下使用。

本发明基于磁路的位移传感器，所述基体A上的同一直线方向上布置有若干永磁体，所述基体B的同一直线方向上布置有若干从动磁体，所述永磁体与从动磁体相互对应，任意对应的永磁体与从动磁体之间均设有磁场传感器，若干磁场传感器并联于模数转换器上。

由于上述结构，在使用过程中，设置了若干组位移测量单元，通过多组位移测量单元可以得到多组位移数据，根据统计，选取平均值，就可以得到更精确的位移值，而且多组测量可以在位移量比较大或比较小的时候也可以得到较为明确、精准的数据。

本发明基于磁路的位移传感器，任意两永磁体之间的距离S1等于两倍的永磁体的宽度L1，所述S1为10mm-14mm；任意从动磁体之间的距离S2等于两倍的从动磁体的宽度L2，所述S2为10mm-14mm，所述永磁体的宽度与从动磁体的宽度相对应。

本发明基于磁路的位移传感器，任意两永磁体之间的距离S1与永磁体的宽度L1相等，所述S1为6mm-8mm；任意从动磁体之间的距离S2与从动磁体的宽度L2相等，所述S2为6mm-8mm，所述永磁体的宽度与从动磁体的宽度相对应。

由于上述结构，在使用过程中，永磁体之间和从动磁体之间的距离大于等于它们本身的宽度，这可以在有限空间中尽量增大同类磁体之间的距离，从而减小同类磁体之间形成的磁场对永磁体与从动磁体之间磁场的影响，提高磁场感应器的精度。

本发明基于磁路的位移传感器，所述永磁体在基体A上呈等比数列方式排列；所述从动磁体在基体B上呈等比数量排列；所述永磁体与从动磁体相对应。

由于上述结构，在使用过程中，若相邻的永磁体（从动磁体）之间的距离较近，则会造成相互之间的磁场干扰，使得该传感器的检测精度不高；通过永磁体（从动磁体）呈等比数列的排列，在配置一定的统计筛选方式方法，从而减小相邻之间磁场的干扰，使其精度更高。

本发明基于磁路的位移传感器，所述永磁体与从动磁体分别为相对的N极和S极，所述永磁体与从动磁体之间间隔为8 mm -12mm，所述磁场传感器布置于永磁体与从动磁体中间位置。

由于上述结构，在使用过程中，若永磁体和从动磁体之间的距离太远，则它们之间的磁场强度会比较弱，从会影响磁场传感器的测量精度。

本发明基于磁路的位移传感器，所述磁场传感器采用霍尔传感器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：