[其他]长芯差动变压器

说明书

本发明是用于小位移测量用的差动变压器的发明。

现有的圆管形差动变压器，例如J57-59116（差动变换方式）专利都是线圈长于其中的可动磁芯，它测量位移的线性精度受线圈绕制质量和磁芯表面状态的影响很大，用现有技术成批生产高精度差动变压器很困难。产品筛选后只能获得少数高精度产品，而一般精度和低精度产品则占多数。因此高精度差动变压器总是售价很高。另外现有的圆管形差动变压器还没有用于位移的非接触测量。U.S.P3609527（NONCONTACTING    PROXIMITY    GAGE    UTILI-ZING    INDUCED    EDDY    CURRENTS，HAVING    IMPROVED    DY-NAMIC    RESPONSE    AND    INTERFERE    NCE    DISCRIMINATION）专利虽然介绍了变压器式非接触位置鉴别器，但它是空芯变压器，它没有磁芯，更没有长磁芯。它采用差动线圈的目的是用于抗反应堆中的幅射干扰用。这种空芯变压器在非接触式位移测量中也不能简单的获得线性输出。现有电涡式非接触式位移传感器均具有非线性输出特性，均需附加线性校正电路和温度补偿电路。

本发明的目的是为了能够简单的成批生产高线性精度的差动变压器，并降低生产成本。本发明的另一目的是制作用于小位移非接触式测量的差动变压器式位移传感器。

图1是现有圆管形差动变压器的结构图，其中磁芯的轴向长度短于线圈的总长。本发明将磁芯轴向加长，使其超过套于其外的线圈的总长超过线圈部分的长度应接近于所需的线性量程。例如所需线性量程为±1mm，磁芯应比线圈总长度长2mm。这样就得到本发明的长芯差动变压器。现有差动变压器的二次线圈是处于其短磁芯的不均匀磁场中工作，本发明的长芯差动变压器的二次线圈工作于均匀磁场中。因此本发明的优点是：容易获得高线性精度的位移传感器。另外它对磁芯表面状态要求很低，无论是用表面光滑的圆柱形磁芯，还是用带有螺纹的圆柱形磁芯，同样都可以制造出高线性精度的长芯差动变压器式位移传感器。

只要将长芯差动变压器中的可动长磁芯调好在线圈内的位置，然后把它和线圈固定一起变成不可动的，并在变压器11的一端非接触地放置一可逼近移动的被测金属体，就得到本发明的非接触式长芯差动变压器式位移传感器。它能够对金属体的小位移进行非接触式测量。为了提高分辨率，可以在差动变压器的输出电路中先接入放大器进行放大。这种非接触式长芯差动变压器式位移传感器的优点是：它具有目然的线性输出特性和对温度影响的差动补偿能力，因此它无需像现有非接触式位移传感器那样进行线性校正和温度补偿。

图2b是长芯差动变压器位移传感器的实施例。激励源5将高频信号施加于长芯差动变压器一次线圈2中并产生高频磁场，通过长磁芯1的耦合作用在两个二次线圈3和4中感生出电势，再经过二极管6、7和滤波器8、9后，差动输出直流电压。此电压正比于磁芯相对于线圈所发生的轴向位移。磁芯由高导磁率圆柱形铁氧体磁芯构成。

图3是非接触式长芯差动变压器式位移传感器的实施例。差动变压器中的长磁芯1经调好位置后和线圈2、3、4固定在一起。其中14是被测金属体，其它电路部分同图2b。

图4是高分辨率非接触式长芯差动变压器的实施例。差动变压器二次输出信号先通过一个放大器10的放大之后，再整流、滤波和差动输出。