[发明专利]一种LVDT次级线圈设计方法及应用该方法的间绕工艺

摘要

本发明涉及一种LVDT次级线圈设计方法及应用该方法的间绕工艺，方法步骤如下步骤一得出传感器次级线圈的密度n2与位移Z成正比；步骤二得出C＝2S1/a2；步骤三k＝m‑1时，2k‑1＝2m‑1，Sk＝(2m‑1)S1；步骤四得出结论每个台阶的匝数Sk呈等差级数。本发明可以计出不同灵敏度的LVDT，能达到最大78％的行程长度比，0.1％/F·S的LVDT精度，温度系数满度优于0.01％/F·S/℃，除了一般LVDT进行差动测量即VA－VB与距离成线性关系外，还可以用比例因子输出，可以消除因Vin不稳而造成误差，总体一致性小于0.5％/F·S。

主权项

一种LVDT次级线圈设计方法，所述方法步骤如下：步骤一：由次级线圈的设计理论，即当铁芯在线圈内移动时是常数，若要使V2正比于Z，则要使下式成立：‑A1(∫n2adZ‑∫n2bdZ)＝K1Z   (1)；若令：n2a＝CZ，n2b＝‑CZ   (2)；则在铁芯长为lc所对应的区域内积分：∫n2adZ-∫n2bdZ=∫Z-lc2Z+lc2CZdZ-∫Z-lc2Z+lc2(-CZ)dZ=2ClcZ]]>将上式代入式(2)得：K1＝‑2ClcA1则V2＝K1Z；K1为传感器灵敏度系数：K1=-2ClcAl=-2Clcμ0n1SdIdtf(x)μr]]>其特征在于：由式(2)得出结论：传感器次级线圈的密度n2与位移Z成正比；还包括以下步骤：步骤二：次级线圈每一组总匝数N2：N2=∫0l2n2dZ=∫0l2CZdZ=1/2CZ2|0l2=1/2Cl22---(3);]]>由式(2)量纲可知，n2为匝/mm，Z为mm，所以C量纲为匝/mm2，设C＝2匝/mm2，则N2＝(l2/mm)2匝数，将次级线圈沿轴线分成m等分，m取得越大，n2越接近理想值，当m→∞时，从理论上说n2＝CZ对于每个点都成立，但m不可能取得过大，否则绕线工艺无法实现，m太小误差大影响线性度，若以amm长为一个台阶，则l2mm长线圈可以分成m＝l2/a个台阶，设第一个台阶线圈匝数为S1匝：S1=∫0aCZdZ=1/2Ca2---(4);]]>所以：C＝2S1/a2   (5)；步骤三：第k个台阶匝数为：SK=∫(k-1)akaCZdZ=∫(k-1)aka2S1/a2ZdZ=2S1/a2*1/2Z2|(k-1)aka=S1/a2[(ka)2-(k-1)a2]=(2k-1)S1---(6);]]>将k＝1，2，3，………，m‑1分别代入式(6)中：k＝1时，2k‑1＝1，Sk＝S1；k＝2时，2k‑1＝3，Sk＝3S1；k＝3时，2k‑1＝5，Sk＝5S1；k＝4时，2k‑1＝7，Sk＝7S1；k＝5时，2k‑1＝9，Sk＝9S1；k＝6时，2k‑1＝11，Sk＝11S1；………k＝m‑1时，2k‑1＝2m‑1，Sk＝(2m‑1)S1；步骤四：得出结论：即每个台阶的匝数Sk：S1，3S1，5S1，7S1，9S1，11S1……(2m‑1)S1，次级线圈由m个台阶组成，每个台阶匝数呈等差级数，首项为S1公差d为2S1即斜率的项数为m，S1决定次级电压大小，公差d决定灵敏度大小，等差级数之和为：N2=Σk=1mNk=Σk=1m(2m-1)S1=S1m2---(7).]]>