一种平面弦线角位移传感器

摘要

本发明提出一种平面弦线角位移传感器，包括定子和动子，所述定子采用弦线平面绕组，由A、B、C三相绕组在空间上互差2τ/3作为感应绕组，每相绕组由若干根极距为τ的导电绕组构成；所述动子采用等极距的矩形平面绕组串联成单相绕组，作为激励绕组；所述传感器通过动子激励绕组产生的激励磁场，在定子感应绕组上感应产生与位移呈精确函数关系，且相位互差120°的三相感应电势信号。本发明可以提高传感器的对极数，提高感应信号质量，从源头上提高位移测量精度。

主权项

一种平面弦线角位移传感器，包括定子和动子，其特征在于：所述定子采用弦线平面绕组，由A、B、C三相绕组在空间上互差2τ/3作为感应绕组，每相绕组由若干根极距为τ的导电绕组构成；所述动子采用等极距的矩形平面绕组串联成单相绕组，作为激励绕组；所述传感器通过动子激励绕组产生的激励磁场，在定子感应绕组上感应产生与位移呈精确函数关系，且相位互差120°的三相感应电势信号；所述定子的弦线平面绕组是采用MEMS技术在定子的圆周平面上呈正弦形状刻线而获得，动子的矩形平面绕组是采用MEMS技术在动子的圆周平面上呈矩形形状刻线而获得；在定子上的A、B、C三相绕组由于电磁场的作用，产生感应电势E_A＝E_mωcos(nθ)sinωt$E_B=E_m\omega cos(n\theta -\frac{2\pi }{3})\sin \omega t$$E_c=E_m\omega cos(n\theta -\frac{4\pi }{3})sin\omega t$其中Em为定子弦线绕组感应电势最大幅值；对E_A、E_B、E_C感应信号的相位分别移相0°、120°、240°，并把三个信号相加：$E_m\omega \cos \left(n\theta \right)\sin \omega t+E_m\omega cos(n\theta -\frac{2\pi }{3})\sin (\omega t-\frac{2\pi }{3})+E_m\omega cos(n\theta -\frac{4\pi }{3})\sin (\omega t-\frac{4\pi }{3})$通过三角函数公式化简得到三个信号相加之和为$\frac{3}{2}{E}_m\omega \sin (\omega t-n\theta )$因此通过检测感应信号的nθ相位,n为对极数，就能得到空间角度位移θ。