单列式时栅直线位移传感器

摘要

本实用新型公开了一种单列式时栅直线位移传感器，包括定尺和动尺，定尺包括定尺基体和激励线圈，激励线圈沿测量方向呈矩形波绕制，动尺包括动尺基体和第一、第二感应线圈，第一、第二感应线圈采用半正弦绕线方式绕制，第一、第二感应线圈与激励线圈正对平行；激励线圈中通入正弦激励电流，当动尺相对定尺运动时，第一、第二感应线圈输出两路感应信号，将第一感应线圈输出的感应信号移相90°后与第二感应线圈输出的感应信号叠加形成行波信号，再与同频率参考信号进行比相，相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示，经换算后得到直线位移。该传感器结构简单，测量分辨力高，易批量制造，成本低。

主权项

一种单列式时栅直线位移传感器，包括定尺(1)和与定尺平行正对且留有间隙的动尺(2)，其特征在于：所述定尺(1)包括定尺基体(11)和设在定尺基体正对动尺一面的激励线圈(12)；所述激励线圈(12)沿测量方向呈矩形波绕制，该矩形波的幅值为L、周期为W、占空比为0.5；所述动尺(2)包括动尺基体(21)和设在动尺基体正对定尺一面的第一、第二感应线圈(22、23)；所述第一感应线圈(22)沿周期为W的曲线绕制，形成第一感应线圈绕线轨迹，其中，x方向为测量方向，i依次取值0至j‑1中的所有整数，j为整数且n表示传感器的极对数，W等于传感器的极距，A表示第一感应线圈绕线轨迹的幅值，且A＜L；所述第二感应线圈(23)的绕线轨迹为第一感应线圈绕线轨迹沿测量方向右移后的曲线，其中，m为整数且j≤m＜n‑j；第一、第二感应线圈(22、23)与激励线圈(12)正对平行；定尺(1)的激励线圈(12)中通入正弦激励电流，当动尺(2)与定尺(1)沿测量方向发生相对运动时，第一、第二感应线圈(22、23)输出两路感应信号，将第一感应线圈(22)输出的感应信号移相90°，然后与第二感应线圈(23)输出的感应信号叠加形成行波信号，将该行波信号与同频率参考信号进行比相，相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示，经换算后得到动尺相对定尺的直线位移。