王阳阳,陈锡侯,索龙博,汤其富(重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心,重庆 400054)



圆形磁耦合截面构建的新型时栅位移传感器*

王阳阳,陈锡侯*,索龙博,汤其富
(重庆理工大学机械检测技术与装备教育部工程研究中心,重庆 400054)

现有磁场式时栅位移传感器暴露出机械加工齿槽等分性差和线圈绕制参数一致性差,导致耦合磁场形成的电信号质量较差的问题。针对以上问题,提出了一种以圆形截面铁磁材料替代传统类矩形截面铁磁材料构建耦合磁场形式的传感器设计方法,该方法采用标准件作为基本阵列导磁单元,并以定制的精密线圈绕组设计一种新型的变磁阻式时栅位移传感器。文中首先利用有限元软件ANSYS Maxwell对理论模型的可行性进行了仿真验证,然后通过精度实验获取了误差范围在±1.3″内的误差曲线,仿真与样机实验验证了新型传感器设计方案的可行性。该方法的应用规避了传统的线切割开槽绕线的机械加工形式,可以在有效提高电信号质量的同时大大提高了时栅的生产效率,有利于时栅位移传感器产品化进程的推进。

时栅位移传感器;变磁阻;圆形截面;磁场耦合

在现代工业中,传感器作为测量基本部件被广泛应用于位移量测量和精密定位中;其要实现的高精度位移测量是精密加工、数控系统、直线伺服电机、计量测量以及国防军工等众多工业应用领域中的一项非常重要的技术[1-2]。其中,应用比较广泛的诸如:光电编码器、磁栅、容栅等多采用基于空间精密刻划的机械制造工艺实现产品的精度保障[3-5]。……