[发明专利]一种用于位移测量的新型感栅及其工作方法

权利要求书

1.一种用于位移测量的新型感栅，其特征在于：由测量头结构和感栅尺结构组成，所述测量头结构位于感栅尺结构的上部，所述测量头与感栅尺为活动连接，所述测量头结构上还设有主级线圈、四个次级线圈和参考线圈，所述主级线圈位于测量头结构的内侧，所述主级线圈与测量头结构为固定连接，所述四个次级线圈之间间隔相同的距离水平均匀分布在主级线圈的内侧，所述四个次级线圈均与主级线圈为固定连接，所述参考线圈位于主级线圈的一侧，所述参考线圈与测量头结构为固定连接，所述感栅尺结构上还设有多个感应空隙和一个参考空隙，所述多个感应空隙之间间隔相同的距离水平均匀分布在感栅尺结构的内侧，所述多个感应空隙均与感栅尺结构为固定连接，所述参考空隙位于多个感应空隙的一侧，所述参考空隙与感栅尺结构为固定连接。

2.根据权利要求1所述一种用于位移测量的新型感栅，其特征在于：所述主级线圈通过微多层技术在测量头结构上刻蚀出。

3.根据权利要求1所述一种用于位移测量的新型感栅，其特征在于：所述四个次级线圈通过微多层技术在主级线圈的内侧刻蚀出相互之间在电磁感应相位上相差90度的次级线圈。

4.根据权利要求1所述一种用于位移测量的新型感栅，其特征在于：所述参考线圈通过微多层技术在测量头结构上刻蚀出，所述参考线圈的大小与次级线圈的大小相同。

5.根据权利要求1所述一种用于位移测量的新型感栅，其特征在于：所述感栅尺结构为殷钢尺条。

6.根据权利要求1所述一种用于位移测量的新型感栅，其特征在于：所述多个感应空隙为利用激光切割的方法刻蚀出一系列的刻线间距相等的线性镂空结构。

7.根据权利要求1所述一种用于位移测量的新型感栅，其特征在于：所述参考空隙同样采用激光切割的方法刻蚀出的线性镂空结构。

8.根据权利要求1所述一种用于位移测量的新型感栅，其特征在于：所述测量头结构内侧的主级线圈与感栅尺结构内侧的多个感应空隙的测量方向对齐。

9.根据权利要求1所述一种用于位移测量的新型感栅，其特征在于：所述测量头结构内侧的参考线圈与感栅尺结构内侧的参考空隙的测量方向对齐。

10.根据权利要求1-9所述一种用于位移测量的新型感栅的工作方法：

一、当主级线圈中通入一个高频的交变电流时，通常采用励磁电流，在主级线圈的周围就会形成一个交变的磁场；

二、次级线圈切割这个磁场的磁力线后，在次级线圈内产生稳定的电压；

三、当测量头结构沿感栅尺结构做相对运动时，由于感栅尺结构采用殷钢尺条，它属于铁磁性材料，所以周期性的切割的殷钢和切割后的空隙会对主级线圈产生的磁力线带来周期性的变化；

四、次级线圈产生的这个周期性变化的电压反应了测量头结构通过感栅尺结构的位移，通过对这个电压信号的处理，可以得到测量头结构相对感栅尺结构的精密位移的信息和数据；

五、在主级线圈中通入的励磁电流使用的是高于2MHz的高频交变电流，这样在次级线圈产生的变化电压后面接入一个高通滤波器，可以有效的去除因为周边电磁干扰或者机械扰动带来的干扰信号和噪声信号，提高了信号质量的同时增加了测量精度。