[发明专利]一种平面弦线直线位移传感器

摘要

本发明提出一种平面弦线直线位移传感器，包括定尺和测头，在定尺和测头基体上粘接硅片，在硅片上采用MENS光刻技术均匀刻线形成导电绕组，其中定尺上导电绕组为单相，形状为矩形，测头上的导电绕组为互相错开1/3极距的三相正弦形绕组，定尺绕组和测头绕组相对平行放置。当在定尺绕组中通以正弦激励信号，则在三相测头绕组中产生三路感应信号，将三路感应信号分别按时间移相0°、120°和240°后相加即可得到电行波信号，电行波信号的相位直接与直线位移量相对应。本发明具有精度高、重量轻、体积小、功耗低的优点。

主权项

一种平面弦线直线位移传感器，包括定尺和测头，其特征在于：在定尺和测头上都粘接硅片，在硅片上采用MEMS光刻技术均匀刻线形成导电绕组，其中定尺导电绕组为单相，形状为矩形，测头导电绕组为三相，形状均为正弦形，测头的三相绕组在空间上互差120°相位即W/3极距以形成空间正交，定尺绕组和测头绕组具有相同的极距W，且相对平行布置；所述定尺绕组作为激励绕组，测头绕组作为感应绕组；当对定尺绕组通以正弦激励信号，在测头的三相绕组上将分别产生三路感应信号，将三路感应信号分别时间移相0°、120°和240°后相加即可得到电行波信号，电行波信号的相位和直线位移量相对应，通过检测电行波信号的相位量即可得到直线位移量；当在定尺的激励绕组中通以激励信号e＝Esinωt，则在测头的A、B、C三相感应绕组上将分别产生的感应信号为：$e_A=KEcos\left(\frac{2\mathrm{\π}\·x}{W}\right)sin\mathrm{\α}$式中：K为互感系数，x为定尺和测头的相对位移，W为绕组极距；将A、B、C三相感应信号分别在时间上移相0°、120°和240°后即可得到：$e_A^{\′}=KEcos\left(\frac{2\mathrm{\π}\·x}{W}\right)sin\mathrm{\ω}t$将三相经时间相移后的信号相加即可得到电行波信号：$e_A^{\′}+e_B^{\′}+e_C^{\′}=e_O=\frac{3}{2}KE\sin (\mathrm{\ω}t-\frac{2\mathrm{\π}\·x}{W})---\left(1\right)$从(1)式可以看出，此传感器的输出的电信号以1个极距W为周期，相位量和直线位移量相对应，通过检测电行波信号的相位量即可得到直线位移量。