[发明专利]一种一体化、五自由度电涡流传感器

摘要

一种一体化、五自由度电涡流传感器，能够测量磁轴承转子实际位置与给定位置之间的位移偏差信号，实现对磁轴承转子的稳定控制。传感器由传感器探头、测量电路、壳体组成，12个传感器探头及其测量电路采取一体化设计，避免了传感器探头与测量电路之间的延伸电缆所带来的干扰。4个径向传感器探头组成差动式结构，探测两个正交方向的径向转子平动位移；8个轴向传感器探头组成差动式结构，探测转子轴向平动位移以及两个正交方向的转子转动位移。本发明使传统磁轴承必须分别两端配置的两只传感器简化为一只，就可以提供磁轴承控制所需要的转子五个自由度的位移信号，减小了磁轴承体积、减轻了重量。本发明适用于磁悬浮飞轮、磁悬浮控制力矩陀螺等高精度航天器姿态执行机构。

主权项

1、一种一体化、五自由度电涡流传感器，其特征在于：它由探测X方向和Y方向位移的4个差动配置的径向传感器探头(P1～P4)及其相应的测量电路、探测Z方向位移的8个差动配置的轴向传感器探头(P5～P12)及其相应的测量电路组成，12个传感器探头(P1～P12)及其相应的测量电路全部集成在一个传感器壳体内，其中径向传感器探头P1和P2沿X轴方向组成一对，分别位于X轴的两个方向成180°角，其测量电路输出一路差分后的电压信号；P3和P4沿Y轴方向组成一对，分别位于X轴的两个方向成180°角，其测量电路输出一路差分后的电压信号，两路差分信号分别代表磁轴承转子X方向和Y方向的平动；轴向传感器探头P5和P9沿Z轴方向组成一对，配置成差动式结构，其测量电路输出一路差分后的电压信号；P6和P10沿Z轴方向组成一对，分别位于Z轴的两个方向成180°角，其测量电路输出一路差分后的电压信号，P5和P9组成的一对传感器探头与P6和P10组成的一对传感器探头分别位于X轴的两个方向成180°角；P7和P11沿Z轴方向组成一对，分别位于Z轴的两个方向成180°角，其测量电路输出一路差分后的电压信号；P8和P12沿Z轴方向组成一对，分别位于Z轴的两个方向成180°角，其测量电路输出一路差分后的电压信号；P7和P11组成的一对传感器探头与P8和P12组成的一对传感器探头分别位于Y轴的两个方向成180°角，轴向4路差分信号都代表了磁轴承转子的轴向平动，P5和P9测量电路的差分输出与P6和P10测量电路的差分输出的差值代表了磁轴承转子绕X轴的转动信号，P7和P11测量电路的差分输出与P8和P12测量电路的差分输出的差值代表了磁轴承转子绕Y轴的转动信号。