[实用新型]一种差动变压器式直流位移传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其是一种差动变压器式直流位移传感器。

背景技术

差动变压器式直流位移传感器(又称LVDT位移传感器)，主要由不锈钢管以及装设于不锈钢管内的线圈、铁芯、拉杆和电子线路等构成，其通过一次线圈与二次线圈之间的弱电磁藕合，使得铁芯的位移变化量与输出电讯号(电压或电流)变化量呈精密线性关系，可以直接把机械变化量转变为标准电讯号供给电脑数据采集或PLC进行过程控制，因其所具有的较强抗干扰能力、行程大、精度高、稳定性好、安装使用方便等优点被广泛应用于航天、航空、电力、石油化工、机械、军工、纺织、汽车、煤炭、地震监测、高等院校及科研院所等领域，以作为位移、距离、伸长、移动、厚度、振动、膨胀、液位、压缩，应变等等物理量的检测和分析的有力工具。

然而，现有的直流位移传感器由于受本身结构设计的不足以及电子线路设置不合理等因素的限制，导致其普遍存在如下问题：1、对工作电源的稳定性及精度要求较高，无法进行长时间持续使用；2、在应用于高温、野外或井下等恶劣环境中时，无法保证测量精度；3、由于在结构装配时存在一定的结构误差，导致测得的位移量与实际测量长度存在误差，进而影响测量结果的准确性；4、随着工业生产和控制技术的发展，被控制对象用需要的测控点和测控参数越来越多，对测量的复杂程度、精度及可靠性的要求不断提高，现有的直流位移传感器已无法满足复杂系统的测量需求。

因此，如何对现有的直流位移传感器提出改进方案，是目前行业内亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于一种结构简单紧凑、测量精度高、能够被应用于各种恶劣环境中并满足复杂的控制系统的使用要求的差动变压器式直流位移传感器。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种差动变压器式直流位移传感器，它包括屏蔽管、对中地装设于屏蔽管内的铁芯、通过镍基钎焊料焊接于铁芯外端上的拉杆、环绕铁芯分布并贴附于屏蔽管内壁上的线圈绕组组件、电性连接于线圈绕组组件的次级线圈与初级线圈之间的变送器以及电性连接于变送器的输出端的信号输出组件；

所述变送器包括若干个驱动波调节器件和一个AD598型信号调理器，所述信号调理器的第二引脚和第三引脚分别连接线圈绕组组件的初级线圈的两端、第十引脚和第十一引脚分别连接线圈绕组组件的次级线圈的两端；所述信号输出组件连接于信号调理器的输出引脚；

所述驱动波调节器件包括连接于信号调理器的第四引脚与第五引脚之间的第一电阻、连接于信号调理器的第六引脚和第七引脚之间的第一电容、连接于信号调理器的第八引脚和第九引脚之间的第二电容、连接于信号调理器的第十二引脚与第十三引脚之间的第三电容、连接于信号调理器的第十四引脚与第十五引脚之间的第四电容以及连接于信号调理器的第十五引脚与第十六引脚之间的第二电阻。

优选地，所述信号输出组件包括用于将信号调理器输出的电压信号进行模数转换及滤波处理的模数变换器、用于对模数变换器输出的信号进行精度处理的微控制器、用于将微控制器输出的信号通过以太网进行对外输送的网络控制器以及用于对微控制器输出的信号进行二次数模转换处理的电平转换器。

优选地，所述微控制器为ADμC845型单片机，所述网络控制器为RTL8019AS型以太网卡芯片。

优选地，所述电平转换器包括数模转换器和电平转换电路，所述电平转换电路通过数模转换器连接于微控制器的输出端，所述电平转换电路包括一OP-07型运算放大器。

优选地，所述屏蔽管内还设置有一复位弹簧，所述复位弹簧的一端与屏蔽管的内壁相连、另一端固定于铁芯的内端面上。

优选地，所述铁芯由高导磁铁镍合金制成，所述拉杆由SUS321型不锈钢制成，所述线圈绕组组件的次级绕组由采用台阶式绕法的漆包线绕制而成。

由于采用了上述方案，本实用新型通过对变送器的电路结构的优化，保证变送器能够输出高精度的模拟信号(即与位移量对应的标准电压信号)，利用镍基钎焊料将铁芯与拉杆焊接为一体，可保证整个传感器的抗震和抗冲击能力，以适应恶劣环境的使用要求；而通过对信号输出组件的优化则可保证传感器能够适用于复杂控制系统的测量需求，如同时将信号以传统的模拟信号进行输出及利用以太网将信号直接输出至上位机等；其结构简单紧凑、适用范围广、测量精度高，具有很强的实用价值和市场推广价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例的截面结构示意图；

图2为本实用新型实施例的信号控制原理图；