[发明专利]单码道绝对式时栅角位移传感器

权利要求书

1.一种单码道绝对式时栅角位移传感器，包括定子(1)、转子(2)和信号处理电路，定子与转子同轴正对平行安装，且留有间隙，定子由定环形导磁体和粘贴在定环形导磁体一端面上的环形印制电路板(16)构成，所述环形印制电路板为多层结构，且其上布有相互绝缘的激励线圈和感应线圈，转子为沿圆周开设有多个扇环形通槽(21)的动环形导磁体，转子开设扇环形通槽(21)的一面与环形印制电路板(16)正对，信号处理电路包括信号调理电路(3)、鉴相电路(4)和微处理器(5)；其特征在于：

所述激励线圈由相互绝缘的第一线圈(11)和第二线圈(12)组成；第一线圈(11)由起始位置沿圆周错开幅值为A、周期为且波形呈扇环形的两条非闭合导线沿半径为R的圆周绕一圈构成，每条非闭合导线的起始端与终止端接近但不重合，两条非闭合导线分别布于环形印制电路板的两层，且其起始端通过导线相连接、终止端作为正弦激励信号输入端；第二线圈(12)的结构与第一线圈(11)的结构相同且独立工作，第二线圈(12)的起始位置与第一线圈(11)的起始位置在环形印制电路板上沿圆周错开或第二线圈(12)中通入余弦激励信号；其中，N表示传感器的极对数，N为偶数且N≥6，为奇数，m为整数且0≤m＜N；

所述感应线圈由相互绝缘的增量感应线圈(13)和第一、第二绝对感应线圈(14、15)组成；增量感应线圈(13)由起始位置相同、绕向相同的两条半正弦形非闭合导线构成，其中一条半正弦形非闭合导线由[0,π]区间的幅值为B、周期为2W的正弦曲线段沿半径为R的圆周周期延拓一圈而成，另一条半正弦形非闭合导线由[π,2π]区间的幅值为B、周期为2W的正弦曲线段沿半径为R的圆周周期延拓一圈而成，每条半正弦形非闭合导线的起始端与终止端接近但不重合，两条半正弦形非闭合导线分别布于环形印制电路板的两层，且其起始端通过过孔连接、终止端作为增量感应信号输出端；第一绝对感应线圈(14)由起始位置相同、绕向相同的两条半正弦形导线构成，其中一条半正弦形导线为[0,π]区间的幅值为B、周期为2W且沿半径为R的圆周绕制的正弦曲线段，另一条半正弦形导线为[π,2π]区间的幅值为B、周期为2W且沿半径为R的圆周绕制的正弦曲线段，两条半正弦形导线分别布于环形印制电路板的两层，且其起始端通过过孔连接、终止端作为第一绝对感应信号输出端；第二绝对感应线圈(15)的结构与第一绝对感应线圈(14)的结构相同且独立工作，第二绝对感应线圈(15)的中心与第一绝对感应线圈(14)的中心所夹的圆心角为iW，第二绝对感应线圈(15)输出第二绝对感应信号；其中，B＜A，i为奇数且

所述动环形导磁体的内圆半径小于R-A、外圆半径大于R+A，将动环形导磁体沿圆周均分为等份，形成个圆心角为2W的扇环形等分区域，以其中某一等份作为第1个扇环形等分区域，其余等份沿圆周逆时针方向依次称为第2个扇环形等分区域至第个扇环形等分区域；每个扇环形等分区域内都开设有两个扇环形通槽(21)，每个扇环形通槽所对的圆心角为将每个扇环形等分区域等分为8份，沿圆周逆时针方向，第1个扇环形等分区域内的两个扇环形通槽分别开设在第2、3份位置和第6、7份位置，第k个扇环形等分区域内的两个扇环形通槽分别开设在第2、3份和第6、7份同时沿圆周逆时针方向旋转θ×(k-1)后的位置，第t个扇环形等分区域内的两个扇环形通槽分别开设在第2、3份和第6、7份同时沿圆周顺时针方向旋转后的位置；其中，k依次取2至中的所有整数，t依次取至中的所有整数，θ表示角度，

第一线圈(11)和第二线圈(12)中分别通入两相对称激励电流，当转子(2)相对于定子(1)转动时，增量感应线圈(13)中产生的增量感应信号和第一、第二绝对感应线圈(14、15)中产生的第一、第二绝对感应信号将发生周期性变化，将增量感应信号和第一、第二绝对感应信号与激励信号输入至信号调理电路(3)进行信号调理后，送入鉴相电路(4)进行鉴相处理，相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示，再经微处理器(5)运算、处理后，得到转子的绝对位移值。

2.根据权利要求1所述的单码道绝对式时栅角位移传感器，其特征在于：所述第二绝对感应线圈(15)的中心与第一绝对感应线圈(14)的中心所夹的圆心角为3W。

3.根据权利要求1或2所述的单码道绝对式时栅角位移传感器，其特征在于：所述增量感应线圈(13)的起始位置与第一线圈(11)的起始位置在环形印制电路板上沿圆周错开其中，s为整数且0≤s≤2N-1。