工業(yè)磁電納米位移傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種工業(yè)磁電納米位移傳感器,包括設(shè)置在機構(gòu)本體上通過數(shù)據(jù)線依次連接的磁場發(fā)生模塊、前級信號處理及放大電路、信號放大與轉(zhuǎn)換電路和輸出信號轉(zhuǎn)換接口,且信號放大與轉(zhuǎn)換電路上還連接一信號處理與程序存儲器,所述輸出信號轉(zhuǎn)換接口通過電纜與外部電源連接,本發(fā)明的工業(yè)磁電納米位移傳感器分辨率高,安裝使用簡單,數(shù)字化、智能化、價格低、免維護,適用范圍廣。
【專利說明】工業(yè)磁電納米位移傳感器
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種位移傳感器,特別涉及一種用于工業(yè)磁電納米位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0003]目前,應(yīng)用于位移測量的傳感器技術(shù)主要有兩大類,及接觸類與非接觸類,接觸類的主要有電阻式直線位移傳感器等,目前主要包括派金屬導(dǎo)體類與導(dǎo)電塑料式位移傳感器兩種。非接觸類位移傳感器有電容式位移傳感器,超聲波式位移傳感器,激光式位移傳感器,渦流式位移傳感器,光柵式位移傳感器,差動變壓器式位移傳感器(LVDT),磁尺等
上述的位移傳感器具有以下的缺陷和不足:
1、分辨率低:通常碼盤的物理分辨率低,目前l(fā)um分辨率算是高精度,如果要制造物理高分辨率的光柵,體積大,技術(shù)難度高,成本高,對制造裝置的技術(shù)要求也高,成本高;
2、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜:對于信號的識別,前端信號的調(diào)整放大,處理電路復(fù)雜,增加了的電路的抗電磁干擾的因素,成本高;
3、輸出信號的格式有限,通常是增量型的輸出信號;
4、機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜:對于產(chǎn)品的制造使用和維護要求高,成本高;
5、外形體積大,因此導(dǎo)致應(yīng)用領(lǐng)域有限;
6、使用環(huán)境:對于震動和振動環(huán)境要求苛刻;
7、對于使用溫濕度環(huán)境要求有限,對于震動和振動場合,要求比較苛刻;
8、對于超長距離的測量不能達到,目前比較長距離的測量范圍是3-5米。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為了克服上述缺陷,本發(fā)明提供了一種分辨率高、結(jié)構(gòu)簡單、適用范圍廣的工業(yè)磁電納米位移傳感器。
[0006]本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種工業(yè)磁電納米位移傳感器,包括設(shè)置在機構(gòu)本體上通過數(shù)據(jù)線依次連接的磁場發(fā)生模塊、前級信號處理及放大電路、信號放大與轉(zhuǎn)換電路和輸出信號轉(zhuǎn)換接口,且信號放大與轉(zhuǎn)換電路上還連接一信號處理與程序存儲器,所述輸出信號轉(zhuǎn)換接口通過電纜與外部電源連接,所述磁場發(fā)生模塊由第一磁場發(fā)生元件和第二磁場發(fā)生元件組成,所述第二磁場發(fā)生元件固定于機構(gòu)平面上,所述第一磁場發(fā)生元件設(shè)于機構(gòu)外的一直線平面上,且第一磁場發(fā)生元件沿著直線平面方向相對于第二磁場發(fā)生兀件做雙向移動,第一磁場發(fā)生兀件和第二磁場發(fā)生兀件之間設(shè)有間隙。
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進,所述第一磁場發(fā)生元件和第二磁場發(fā)生元件由稀土元素材料制成。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進,所述輸出信號轉(zhuǎn)換接口包括并聯(lián)設(shè)置的同步串行接口、增量電路接口、脈寬調(diào)制接口、雙向同步串行結(jié)構(gòu)、串行外設(shè)接口和數(shù)模轉(zhuǎn)換接口。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的工業(yè)磁電納米位移傳感器在國內(nèi)處于起步研發(fā)階段,但是它可以廣泛用于各種自動控制、測量領(lǐng)域,如各種精密觸控機床,數(shù)字機械制造、電子測量與制造,船舶、紡織、印刷、航空、軍工、汽車制造、試驗機、電梯、化工、電梯等,是一種應(yīng)用范圍很廣的機電裝置,相比現(xiàn)有的位移傳感器,具有以下的優(yōu)點:
1、磁電納米位移傳感器分辨率高,可到5納米(nm),結(jié)構(gòu)簡單,體積小,使用壽命長;
2、抗震防震性能高,使用的溫濕度范圍寬,防油防水適用于惡劣環(huán)境應(yīng)用;
3、可以采用長線驅(qū)動輸出信號,可抗干擾,可有多種信號輸出,可以選擇多種總線式輸出信號;
本發(fā)明的工業(yè)磁電納米位移傳感器安裝使用簡單,數(shù)字化、智能化、價格低、免維護,適用范圍廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖;
圖中標7]^:1-機構(gòu)本體:2_磁場發(fā)生模塊;3_如級彳目號處理及放大電路;4_/[目號放大與轉(zhuǎn)換電路;5_輸出信號轉(zhuǎn)換接口 ;6_信號處理與程序存儲器;7-電纜;8_第一磁場發(fā)生元件;9_第二磁場發(fā)生元件。
[0011]
【具體實施方式】
[0012]為了加深對本發(fā)明的理解,下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步詳述,該實施例僅用于解釋本發(fā)明,并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0013]圖1示出了本發(fā)明一種工業(yè)磁電納米位移傳感器的一種實施方式,包括設(shè)置在機構(gòu)本體1上通過數(shù)據(jù)線依次連接的磁場發(fā)生模塊2、前級信號處理及放大電路3、信號放大與轉(zhuǎn)換電路4和輸出信號轉(zhuǎn)換接口 5,且信號放大與轉(zhuǎn)換電路4上還連接一信號處理與程序存儲器6,所述輸出信號轉(zhuǎn)換接口 5通過電纜7與外部電源連接,所述磁場發(fā)生模塊2由第一磁場發(fā)生元件8和第二磁場發(fā)生元件9組成,所述第二磁場發(fā)生元件9固定于機構(gòu)本體1的一平面上,所述第一磁場發(fā)生元件8設(shè)于機構(gòu)本體1外的一直線平面上,且第一磁場發(fā)生元件8沿著直線平面方向相對于第二磁場發(fā)生元件9做雙向移動,第一磁場發(fā)生元件8和第二磁場發(fā)生元件9之間設(shè)有間隙,所述第一磁場發(fā)生元件9和第二磁場發(fā)生元件9由稀土元素材料制成,所述輸出信號轉(zhuǎn)換接口 5包括并聯(lián)設(shè)置的同步串行接口、增量電路接口、脈寬調(diào)制接口、雙向同步串行結(jié)構(gòu)、串行外設(shè)接口和數(shù)模轉(zhuǎn)換接口。
[0014]該位移傳感器工作時,第一磁場發(fā)生兀件8和第二磁場發(fā)生兀件9存在一定的間隙,由于第一磁場發(fā)生兀件8移動,而使得第一磁場發(fā)生兀件8和第二磁場發(fā)生兀件9產(chǎn)生相對運動,進而產(chǎn)生電磁感應(yīng)信號,該電信號在經(jīng)過前級信號處理及放大電路3和信號放大與轉(zhuǎn)換電路4處理,多級放大插補運算后,經(jīng)過信號處理與程序存儲器6基于程序存儲器中的程序內(nèi)容控制,將直線運動位移轉(zhuǎn)化為相關(guān)的電信號,根據(jù)系統(tǒng)配置的不同,再經(jīng)過輸出信號轉(zhuǎn)換接口 5處理,轉(zhuǎn)換為客戶需要的位移電信號,該部分電路根據(jù)不同規(guī)格位移傳感器的技術(shù)要求做相應(yīng)的配置,這樣便可以做到納米級的分辨率。
[0015]系統(tǒng)由外部供電,并經(jīng)過內(nèi)部的電源穩(wěn)壓處理處理后供系統(tǒng)使用。
[0016]針對不同分辨率的產(chǎn)品,我們編制不同的應(yīng)用程序,進而實現(xiàn)不同分辨率的程序測量轉(zhuǎn)換控制,進而輸出相應(yīng)規(guī)格的信號,最高為納米級的分辨率。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)磁電納米位移傳感器,包括設(shè)置在機構(gòu)本體(I)上通過數(shù)據(jù)線依次連接的磁場發(fā)生模塊(2)、前級信號處理及放大電路(3)、信號放大與轉(zhuǎn)換電路(4)和輸出信號轉(zhuǎn)換接口(5),且信號放大與轉(zhuǎn)換電路(4)上還連接一信號處理與程序存儲器¢),所述輸出信號轉(zhuǎn)換接口(5)通過電纜(7)與外部電源連接,其特征在于:所述磁場發(fā)生模塊(2)由第一磁場發(fā)生元件(8)和第二磁場發(fā)生元件(9)組成,所述第二磁場發(fā)生元件(9)固定于機構(gòu)本體(I)的一平面上,所述第一磁場發(fā)生元件(8)設(shè)于機構(gòu)本體(I)外的一直線平面上,且第一磁場發(fā)生元件(8)沿著直線平面方向相對于第二磁場發(fā)生元件(9)做相對移動,第一磁場發(fā)生元件(8)和第二磁場發(fā)生元件(9)之間設(shè)有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)磁電納米位移傳感器,其特征在于:所述第一磁場發(fā)生元件(8)和第二磁場發(fā)生元件(9)由稀土元素材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)磁電納米位移傳感器,其特征在于:所述輸出信號轉(zhuǎn)換接口(5)包括并聯(lián)設(shè)置的同步串行接口、增量電路接口、脈寬調(diào)制接口、雙向同步串行結(jié)構(gòu)、串行外設(shè)接口和數(shù)模轉(zhuǎn)換接口。
【文檔編號】G01B7/02GK104251655SQ201310258313
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月26日
【發(fā)明者】李新華 申請人:昆山科致瑞斯傳感技術(shù)有限公司