[发明专利]混合定位电磁感应式位移传感器

权利要求书

1.混合定位电磁感应式位移传感器，其特征在于所述传感器包括有可沿测量路径相对运动的收发板(1)和励磁板(2)；

所述的收发板(1)上布置有测量电路以及沿测量路径展开的至少一个发射绕组，每个发射绕组用两个近似闭合的矩形线圈以同向串联的方式分别包围第一节距三相接收绕组和第二节距三相接收绕组，每个三相接收绕组包含3个结构相同、依次相差120°的相绕组，发射绕组和三相接收绕组均与所述测量电路相连；所述测量电路包括有中控单元、接口单元和测量单元；中控单元包含微控制器(13)；接口单元包括有与微控制器(13)连接的按键输入电路、液晶驱动电路、测量接口电路和电源变换电路；

所述的励磁板(2)上布置有沿测量路径展开的与收发板(1)上三相接收绕组数量相等的至少两列励磁线圈，各列励磁线圈分别与收发板(1)上对应的三相接收绕组节距相等、中心线重合，沿测量路径的尺寸为各自节距的一半。

2.根据权利要求1所述的混合定位电磁感应式位移传感器，其特征在于：所述的测量单元包括振荡器、分频电路、由驱动和采样脉冲形成电路和线电压扫描控制信号发生器组成的信号发生器、由模拟开关组(6)、采样保持电容、差分放大器、低通滤波器、过零检测器组成的模拟信号处理电路、由同步延时电路、加法计数器、随机访问存储器和同步捕捉电路组成的相位量化电路以及发射绕组驱动功率管，模拟信号处理电路、随机访问存储器和同步捕捉电路各设两组形成两个并行处理通道；

振荡器直接或经分频电路为驱动和采样脉冲形成电路、线电压扫描控制信号发生器、低通滤波器、同步捕捉电路及加法计数器提供输入时钟；驱动和采样脉冲形成电路与模拟开关组连接的同时还直接或经多路开关与发射绕组驱动功率管相连，线电压扫描控制信号发生器分别连接模拟开关组和同步延时电路；模拟开关组、差分放大器、低通滤波器、过零检测器、同步捕捉电路依次顺序相连，采样保持电容连接在差分放大器的输入端与模拟信号地之间；同步延时电路分别连接同步捕捉电路和加法计数器，加法计数器和同步捕捉电路又同时与随机访问存储器相连；各发射绕组均经各自的驱动功率管和电源连接，各三相接收绕组均按星型联结且中性点和模拟信号地相连。

3.根据权利要求1所述的混合定位电磁感应式位移传感器，其特征在于：每个发射绕组均用两个近似闭合的线圈以同向串联的方式分别包围两个节距不同的三相接收绕组；所有励磁线圈均采用短路环的形状；每相接收绕组均由至少为2的M个结构相同但空间依次移相60°/M的子绕组串联而构成一个分布绕组，构成分布绕组的各子绕组本身或者为分布绕组；每次都并行测量被测位置在被同一个发射绕组所包围的两个不同节距内的空间相位或位移；测得被测位置在所需不同节距内的空间相位或位移后微控制器(13)禁能测量单元使其停止运行、利用混合定位或绝对定位算法计算被测位移。

4.根据权利要求1所述的混合定位电磁感应式位移传感器，其特征在于：收发板(1)和励磁板(2)可沿测量轴线相对移动；收发板(1)上布置有沿测量轴线展开的一个发射绕组(1.3)和两个节距不同的三相接收绕组(1.1、1.2)；发射绕组(1.3)用两个近似闭合的矩形线圈(1.3.1、1.3.2)以同向串联的方式分别包围节距为P₁的三相接收绕组(1.1)和节距为P₂的三相接收绕组(1.2)；励磁板(2)上布置有沿测量轴线展开的两列励磁线圈(2.1、2.2)，分别与收发板(1)上的两个三相接收绕组(1.1、1.2)节距相同，中心线重合，励磁线圈的形状采用圆角矩形短路环；

将节距P₂和P₁的空间频率差作为中节距空间频率F_M＝1/P₂-1/P₁，得到波长比为m的中节距P_M＝1/F_M＝P₁·P₂/(P₁-P₂)＝m·P₁＝(m+1)·P₂。