[实用新型]高精度时栅角位移传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种高精度时栅角位移传感器。

背景技术

时栅角位移传感器广泛应用于现代工业生产中，时栅角位移传感器基于电磁感应原理实现角位移测量，现有的时栅角位移传感器中，一般包括定子和转子，其中在定子上设置激励输入绕组，转子上设置励磁输出绕组，这种结构的时栅位移传感器传感器存在如下缺陷：在上述结构中，必须采用滑环才能够实现时栅位移传感器整圈旋转的工作目的，但是，传感器定转子上均有绕组线圈导致其结构复杂，不方便制造；另外，在设备中安装滑环后，导致整个传感器的抗干扰能力降低，而且增加了传感器的生产成本，进而导致结构的稳定性差，而且成本高昂；更为重要的是，现有结构的时栅角位移传感器在工作过程中存在高次谐波，并且高次谐波引起分量磁场，进而引起谐波电势，严重影响了时栅角位移传感器的测量精度，目前，还没有有效手段解决上述技术问题。

因此，需要提出一种新的时栅角位移传感器，能够简化时栅角位移传感器的结构，使得时栅角位移传感器的稳定性提高，降低制造难度以及生产成本；而且能够有效地抑制感应信号中存在高次谐波，进而减小谐波电势，提高传感器的测量精度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种高精度时栅角位移传感器，能够简化时栅角位移传感器的结构，使得时栅角位移传感器的稳定性提高，降低制造难度以及生产成本；而且能够有效地抑制感应信号中存在高次谐波，进而可消除除齿谐波以外的高次谐波谐波分量磁场引起的谐波电势，提高传感器的测量精度。

本实用新型提供的一种高精度时栅角位移传感器，包括感应绕组、激励绕组、两个定子和两个转子，所述两个定子同轴并列设置，所述两个转子与两个定子一一对应且转子同轴设置定子内，转子和定子之间具有间隙；所述感应绕组和激励绕组均设置于定子，且每个定子均设置一感应绕组和一激励绕组；

其中两组激励输入信号相位差保持90°，且信号频率保持相同。

进一步，所述定子内侧壁设置有绕组齿，相邻绕组齿之间形成线槽，转子外侧壁设置有转子齿，相邻转子齿之间形成齿槽，所述定子的绕组齿和转子的齿槽的宽度相等，定子的线槽数目和转子的齿槽数目之比为4:4N+1，所述转子齿和齿槽的宽度相等。

进一步，两个定子的每个绕组齿的激励绕组的线圈匝数相等，且同一定子上的激励绕组线圈的隔齿反向串联，两个定子的感应绕组匝数分别按照正余弦规律进行分布。

进一步，两个定子的激励绕组的初始绕线位置相差一个定子齿槽宽度。

进一步，所述每个定子齿的正弦感应绕组的匝数通过如下公式计算：

所述余弦感应绕组的匝数通过如下公式计算：

其中，L₀表示每个定子齿上最大绕组匝数；K表示定子齿序号，Z_r表示转子齿数，Z表示定子的绕组齿数。

进一步，所述两个定子之间和两个转子之间均设置有隔磁环。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的一种高精度时栅角位移传感器，无需在传感器转子中设置滑环，从而能够简化时栅角位移传感器的结构，使得时栅角位移传感器的稳定性显著提高，有效降低制造难度以及生产成本；而且能够有效地抑制感应信号中存在高次谐波，进而可消除除齿谐波以外的高次谐波谐波分量磁场引起的谐波电势，大大提高传感器的测量精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的激励绕组线圈绕向分布示意图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型的正、余弦感应绕组的分布示意图，如图所示，本实用新型提供的一种高精度时栅角位移传感器，包括感应绕组5、激励绕组4、两个定子2和两个转子1，所述两个定子2同轴并列设置，所述两个转子1与两个定子2一一对应且转子1同轴设置定子2内，转子1和定子2之间具有间隙10；所述感应绕组5和激励绕组4均设置于定子2，且每个定子2均设置一感应绕组5和一激励绕组4；