一种角位移精密测量装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102297654A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102297654A(43)申请公布日2011.12.28(21)申请号201110211815.0(22)申请日2011.07.27(71)申请人重庆市阿贝科技有限公司地址400084重庆市大渡口区阳明佳城1-31-6号(72)发明人彭东林陈锡侯刘小康高忠华杨继森郑方燕(74)专利代理机构重庆华科专利事务所50123代理人康海燕(51)Int.Cl.G01B7/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种角位移精密测量装置(57)摘要本发明提出一种角位移精密测量装置，包括转子和测头，测头均匀分布在转子外围或内圈，并位置固定且与转子有间隙；每个测头至少由一个绕线骨架构成并至少绕有一组线圈；而转子的外周或内圈具有导磁体等分间隔排列结构；每一组线圈的结构、尺寸、线圈参数均相同，组与组之间空间位置正交错位；当测头和转子发生相对运动时，因磁通发生变化而使感应信号幅值发生变化；激励信号和感应线圈输出的电信号分别连接到调理电路处理后再送到信号处理电路作鉴相或鉴幅处理，信号的相位差或幅值差由插补的时钟脉冲个数表示，再换算成角位移值。本装置可以做成独立的传感器，也可以将等分导磁体依附于被检测的旋转机械部件如蜗轮、轴承等，尤其是可以直接将同时具有导磁和等分特征的被测齿轮、蜗轮等当作转子而实现其角位移在线精密测量。CN10297654ACCNN110229765402297662A权利要求书1/1页1.一种角位移精密测量装置，其特征在于该装置包括有转子、测头和后续信号处理电路；所述测头设置至少一个，均匀分布在转子外围或内圈，并位置固定且与转子有间隙；每个测头至少由一个绕线骨架构成，在每个绕线骨架上至少绕有一组线圈；而转子的外周或内圈具有导磁体等分间隔排列结构；所述每一组线圈的结构、尺寸、线圈参数均相同，组与组之间空间位置正交错位；每组线圈由一个激励线圈和一个感应线圈构成，激励线圈连接激励电源，在感应线圈上产生感应信号，输入的激励电源为交流电源，交流电源的相数与测头上的线圈组数相等，多组线圈上输入的各相激励电源时间正交；当测头和转子发生相对运动时，因磁通发生变化而使感应信号幅值发生变化；激励信号和感应线圈输出的电信号分别连接到后续信号处理电路的调理电路处理后，再送到信号处理电路作鉴相或鉴幅处理，信号的相位差或幅值差由插补的时钟脉冲个数表示，再换算成角位移值，直接或经微处理器及存储器进行误差修正等处理后用作角位移数据显示或输出。2.根据权利要求1所述的角位移精密测量装置，其特征在于：所述每个测头由一个绕线骨架构成，在每个绕线骨架上绕有两组或三组线圈。3.根据权利要求1所述的角位移精密测量装置，其特征在于：所述每个测头由两个或三个绕线骨架构成，在每个绕线骨架上绕有一组线圈。4.根据权利要求1、2或3所述的角位移精密测量装置，其特征在于：所述转子上的导磁体等分间隔排列结构是由导磁材料和非导磁材料相间排列并组装在转子内表面或外表面一周而形成；或是以导磁金属圆柱为基体作为转子，再沿圆周等分开槽，在槽中以空气做间隔，或镶嵌、电镀非导磁体做间隔而构成；或是以非导磁体圆柱为基体作为转子，再沿圆周等分开槽，在槽中镶嵌或电镀导磁体而构成。5.根据权利要求4所述的角位移精密测量装置，其特征在于：所述转子与旋转机械通过机械加工镶嵌、电镀或组装而成为一体，且两者同轴，从而实现角位移的精密测量。6.根据权利要求5所述的角位移精密测量装置，其特征在于：所述旋转机械是齿轮、轴承或蜗轮。7.根据权利要求1、2或3所述的角位移精密测量装置，其特征在于直接采用导磁的被检测齿轮或蜗轮作为转子，以齿轮、蜗轮本身的齿结构则作为转子的导磁体等分间隔排列结构，实现对被检测齿轮、蜗轮的角位移在线精密测量。8.根据权利要求1、2或3所述的角位移测量装置，其特征在于：所述测头的分布采用多测头对径读数的组合方式布置，即测头沿转子外围或内圈对称安放，选用2n个测头，其中n=0、1、2……，其极限取决于转子的空间几何尺寸，极限状况下，所有的测头围成一个封闭的圆环。9.根据权利要求1、2或3所述的角位移精密测量装置，其特征在于：所述存储器中固化有对本传感器进行标定后得到的全程系统误差数据，用于误差修正。2CCNN110229765402297662A说明书1/4页一种角位移精密测量装置技术领域[0001]本发明属于位移精密测量领域。背景技术[0002]直线位移和角位移测量是最基本、最普通的测量。为了兼顾测量分辨率和量程，许多位移传感器采用了在基体上精密刻线的栅式结构，如光栅、磁栅等，对其在运动过程中发出的脉冲信号进行累加计数，即实现位移测量。高精度高密度的刻线引起很多问题，一