[发明专利]位置检测器

说明书

本发明涉及一种位置检测器，该位置检测器适宜利用通过具有磁致伸缩效应的磁致伸缩媒体传播的磁致伸缩振荡波检测由位置指示器所指示的位置。

周知的利用通过磁致伸缩传播媒体传播的磁致伸缩振荡波的位置检测器一个例子的示意图如本说明书附图13所示。该例示的位置检测器已由本申请的申请人提出专利申请（其申请号为1983-220071）。

在现有技术的这种位置检测器中，由含铁量百分率高的非晶质合金之类制成的诸磁致伸缩媒体1各自的一端上缠绕有第一线圈2，在它们各自的长度上缠绕有第二线圈4，用以检测位置指示器3p、3q所指示的置。第一线圈2接到脉冲电流发生器5，而第二线圈4则接到处理器6。偏置磁场发生器7包括装设在磁致伸缩传播媒体1的端部表面对侧的永久磁铁，所述端部表面相邻各磁致伸缩传播媒体绕有所述第一线圈2的部分。

所述第一线圈2穿越在各对相邻磁致伸缩传播媒体1之间且缠绕在各磁致伸缩媒体1上，其缠绕方向与相邻磁致伸缩传播媒体1上线圈的缠绕方向相反。所述第二线圈4以相同方向缠绕在各自的磁致伸缩传播媒体1上并串联连接，从而使前后各接线的极性相反。这种配置方式之所以能起应有作用的原因在于，当电流流经第一线圈2或第二线圈4时所产生的磁通方向，或当磁通在一个方向上改变时在第一线圈2或第二线圈4中所产生的电压或电流的方向，从一部分或一线圈到相邻部分或相邻线圈是相反的，从而使磁通所产生的作为外部干扰的所有感应电压、 电流或外逸的多余磁通可在所述相邻部分或线圈之间彼此抵消或减小。

脉冲电流从脉冲电流发生器5加到第一线圈2上时使第一线圈2中的磁场发生瞬时变化，从而在各磁致伸缩传播媒体1绕有第一线圈2的区域产生磁致伸缩振荡波。此磁致伸缩振荡波以磁致伸缩传播媒体1特有的传播速度通过各磁致伸缩传播媒体1沿其纵向传播。在该传播过程中，在各磁致伸缩传播媒体1存在着磁致伸缩振荡波的区域按该区域特有的机电耦合系数（即表示机械能转变成相应的电能或由电能转变成相应机械能的转换效率的系数）产生了从机械能到相应磁能的转换，于是在第二线圈4中有感应电压产生。

假设磁致伸缩传播媒体1的任何区域中存在一些足以提高这些区域机电耦合系数的恒定磁场，则当所述磁致伸缩振荡波到达所述区域时，第二线圈4中有高的感应电压产生。在一对位置指示器3p和3q分别在两区域产生恒定磁场的情况下，如图13所示，产生两个对应于所述成对位置指示器3p和3q所指示位置的高感应电压V₁和V₂（如图14所示）。各位置指示器所指示位置的检测是通过在各感应电压V₁和V₂已超过一个预定电压值（即阈值E）的特定时刻检测所述感应电压V₁，V₂来实现的。

参看附图14。从脉冲电流加到第一线圈2的时刻到检测出感应电压V₁的时刻所经历的这段时间T₁大致等于绕有第一线圈2的磁致伸缩传播媒体1的区域中产生磁致伸缩振荡波的时刻到所述磁致伸缩振荡波到达位置指示器3p所指示位置的时刻所经历的时间。因此可通过测定此时间T₁，再将其乘以磁致伸缩振荡波在处理器6中的传播速度，来计算第一线圈2与位置指示器3p之间的距离l₁，即所述位置指示器3p所指示的位置（坐标）。第一线圈2与位置指示器3q之间的距离l₂〔即位置指示器3q所指示的位置（坐标）〕可根据检测出感应电压V₂之前所经历的时间T₂来计算。

在图13所示的位置检测器中，由于绕在各磁致伸缩传播媒体1上的 第一线圈2和第二线圈4各自都是连续的，因而从该对位置指示器3p、3q获得的感应电压V₁、V₂系作为复合输出提供的。