[发明专利]一种平面磁阻式二维位移传感器

权利要求书

1.一种平面磁阻式二维位移传感器，包括定尺(1)和与定尺(1)在Z方向正对平行的动尺(2)，动尺(2)的下表面与定尺(1)的上表面正对，且留有间隙；其特征在于：

所述定尺(1)为一块导磁金属板，该导磁金属板在X方向的长度为nW、在Y方向的宽度为nW，该导磁金属板的下表面为平面、上表面为曲面，所述曲面满足：其中，n为整数，W表示传感器的节距，x₁表示曲面上某个点在X方向上的值、y₁表示曲面上该点在Y方向上的值，z表示曲面上该点在Z方向上的值，表示动尺(2)的下表面与曲面最低点之间的距离，表示动尺(2)与定尺(1)之间的气隙，0≤x₁≤nW，0≤y₁≤nW，k₁、k₂和k₃都为设置的常量，

所述动尺(2)包括动尺基体(20)以及布置在动尺基体(20)上的四个第一传感单元和四个第二传感单元；四个第一传感单元在X方向等间隔排列，相邻两个第一传感单元在X方向的中心距为第一传感单元在X方向的长度为在Y方向的宽度为W；四个第二传感单元在Y方向等间隔排列，相邻两个第二传感单元在Y方向的中心距为第二传感单元在X方向的长度为W、在Y方向的宽度为其中，i＝0,1,2,3...；

四个第一传感单元的激励端和四个第二传感单元的激励端都分别通入正向的正弦交变激励电信号、正向的余弦交变激励电信号、反向的正弦交变激励电信号和反向的余弦交变激励电信号；当动尺(2)相对定尺(1)在XY平面平行移动时，四个第一传感单元的输出端输出四路X向感应信号e_x1、e_x2、e_x3、e_x4，四个第二传感单元的输出端输出四路Y向感应信号e_y1、e_y2、e_y3、e_y4；四路X向感应信号e_x1、e_x2、e_x3、e_x4经信号处理系统处理后得到动尺(2)相对定尺(1)在X方向的直线位移，四路Y向感应信号e_y1、e_y2、e_y3、e_y4经信号处理系统处理后得到动尺(2)相对定尺(1)在Y方向的直线位移。

2.根据权利要求1所述的平面磁阻式二维位移传感器，其特征在于：四个第一传感单元中的前两个第一传感单元在Y方向对齐，四个第一传感单元中的后两个第一传感单元在Y方向对齐，四个第一传感单元中的前两个第一传感单元与后两个第一传感单元在Y方向错开的距离为L；四个第二传感单元中的前两个第二传感单元在X方向对齐，四个第二传感单元中的后两个第二传感单元在X方向对齐，四个第二传感单元中的前两个第二传感单元与后两个第二传感单元在X方向错开的距离为L；其中，

3.根据权利要求2所述的平面磁阻式二维位移传感器，其特征在于：所述L的取值为

4.根据权利要求3所述的平面磁阻式二维位移传感器，其特征在于：所述相邻两个第一传感单元在X方向的中心距为所述相邻两个第二传感单元在Y方向的中心距为

5.根据权利要求4所述的平面磁阻式二维位移传感器，其特征在于：

所述第一传感单元包括第一平面矩形螺旋励磁线圈(21)和第一平面矩形螺旋感应线圈(22)，第一平面矩形螺旋感应线圈(22)位于第一平面矩形螺旋励磁线圈(21)内；第一平面矩形螺旋励磁线圈(21)的两端作为第一传感单元的激励端，第一平面矩形螺旋感应线圈(22)的两端作为第一传感单元的输出端；

所述第二传感单元包括第二平面矩形螺旋励磁线圈(23)和第二平面矩形螺旋感应线圈(24)，第二平面矩形螺旋感应线圈(24)位于第二平面矩形螺旋励磁线圈(23)内；第二平面矩形螺旋励磁线圈(23)的两端作为第二传感单元的激励端，第二平面矩形螺旋感应线圈(24)的两端作为第二传感单元的输出端。