[发明专利]二维电磁耦合位移传感器

说明书

本发明涉及传感器领域，特别是涉及一种二维电磁耦合位移传感器。二维电磁耦合位移传感器包括测杆和位移测量板，测杆内设有永磁体，位移测量板上设有电势采集层，电势采集层包括横向金属条和纵向金属条；横向金属条和纵向金属条用于测量两个被测量端发生相对运动时切割永磁体所产生的磁场，且其均为多条且交错呈网状布置。根据各横向金属条与纵向金属条所产生感应电信号不同，该传感器可确定被测量端在两个方向的相对位移。导磁承压层由高导磁的金属板或纤维复合材料板制成，可提高永磁体的磁场强度，并提供位移测量板对测杆的引力以保证两者处于接触状态。本发明安装简单，感应电信号产生的灵敏度高，位移检测精度高。

技术领域

本发明涉及传感器领域，特别是涉及一种二维电磁耦合位移传感器。

背景技术

传感器是一种检测仪器，它能感受到位置坐标的变化并通过电信号或其他形式的信息输出，在当今社会中的应用日益广泛，尤其应用在科学研究领域与工业应用领域中。

申请公布号为CN105783689A，申请公布日为2016.07.20的中国发明专利申请公开了一种非接触型磁力压电式位移传感器，该非接触型磁力压电式位移传感器包括永磁体组A、永磁体组B和压电元件，永磁体A固定在一被测量端，压电元件固定在另一被测量端，永磁体组B固定或连接在压电元件上，永磁体组A和永磁体组B安装时同极相对并保持一定距离。

上述的非接触型磁力压电式位移传感器在使用时，采用磁体同极排斥和压电元件的压电效应相结合的工作原理，永磁体组A和永磁体组B处于相应的距离上时产生相应的排斥力，排斥力作用于压电元件，所述压电元件输出相应的电压信号，根据距离、排斥力和电压信号之间的定量关系实现位移信号到电信号的转换。

光学位移传感器在位移采集过程中可能会由于自然原因如大气的折射率或大气密度变化等问题导致传出的信息不准确，且价格昂贵。磁生电的原理是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流，因此，基于电磁现象的位移传感器不受上述因素的影响。

申请公布号为CN106441062A的发明专利，公开的一种基于双层电磁超材料的线位移传感器，包括上层介质板和下层介质板，上层介质板与下层介质板之间设有空气层，上层介质板面向下层介质板的面上设有具有开口的环形金属线，下层介质板面向上层介质板的面上设有条形金属线。利用金属线间的电磁耦合产生线位移，从而实现对微小线位移变化传感检测。该基于双层电磁超材料的线位移传感器利用金属线间的电磁耦合产生线位移，从而实现对微小线位移变化传感检测。

上述两种位移传感器测量的是两个被测量端之间的间隔，通过间隔的变化确定两个被测量端之间的位移，但是这两种位移传感器只能测量物体一维位移。在工业检测中经常遇到被测物体发生双向位移需要检测，比如检测建筑物的双向地震位移等，如要测量物体的二维位移，需要在两个被测量端之间安装两个一维位移传感器，所需要的安装空间大且测量精度难以保证。

发明内容

本发明的目的是提供一种二维电磁耦合位移传感器，以解决在两个被测量端之间安装两个位移传感器以检测二维位移，所需要的空间大、精度难于保证的问题。

本发明的二维电磁耦合位移传感器的技术方案为：

一种二维电磁耦合位移传感器，包括相互接触的测杆和位移测量板，测杆与位移测量板分别用于与两个被测量端固接；与位移测量板接触的测杆端部内设有永磁体，位移测量板内设有电势采集层；电势采集层包括相互垂直且绝缘隔离的横向金属条和纵向金属条；当两个被测量端发生相对运动时，横向金属条和纵向金属条用于切割永磁体所产生的磁场；横向金属条和纵向金属条分别为多条且交错呈网状布置。