一種用于平面二維位移測量的傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于直線位移精密測量領域。
【背景技術】
[0002] 現有的可進行平面二維位移量測量的傳感器分為兩種，一種是在測量平面上垂直 安裝兩個線性傳感器分別獲取兩個維度的位移量，另一種是采用單一傳感器同時獲取平面 兩個維度的位移量。垂直安裝兩個線性傳感器會給測量系統(tǒng)帶來阿貝誤差，其裝夾定位精 度對測量結果影響較大，同時占據較大空間，不利于小空間測量?，F有的平面二維位移傳感 器包括二維光柵和二維容柵，其中二維光柵的測量精度依賴于二元光學器件的制造精度， 復雜的光路設計和制造工藝使成本較高。同時二維光柵抗油污粉塵和沖擊振動能力較差。 二維容柵測量量程較小，且由于電容介電常數易受外界環(huán)境中的溫度、濕度、油污粉塵等影 響，因此傳感器防護能力較差。
【發(fā)明內容】
[0003] 本實用新型的目的在于針對上述現有技術的不足，提出一種用于平面二維位移測 量的傳感器。
[0004] 所述一種平面二維位移傳感器，由上下平行相對布置的定陣面和動陣面兩部分構 成。定陣面具有定陣面基體，在定陣面基體上布置單層或多層完全相同的并串聯的激勵線 圈矩陣；動陣面由動陣面基體和布置于動陣面基體表面的感應線圈組成。
[0005] 每一層激勵線圈矩陣是由沿X和Y方向布置的多個相同的激勵線圈陣列單元構 成，所述激勵線圈陣列單元之間沿"Z"字型依次串聯，且相鄰的兩個激勵線圈陣列單元的中 屯、距為一個極距，用W表示。沿X方向和沿Y方向的極距可W相同也可W不同。
[0006] 所述激勵線圈陣列單元由尺寸、應數均相同的2個正繞平面矩形螺旋激勵線圈和 2個反繞平面矩形螺旋激勵線圈按"田"字型排列構成，按"U"字型串聯W保證任意兩個相 鄰的平面矩形螺旋激勵線圈繞制方向相反。四個線圈依次串聯即1個正繞（如順時針繞 審IJ)平面矩形螺旋激勵線圈、1個反繞（如逆時針繞制）平面矩形螺旋激勵線圈、1個正繞 平面矩形螺旋激勵線圈和1個反繞平面矩形螺旋激勵線圈依次沿"U"型首尾相接。任意相 鄰兩個平面矩形螺旋激勵線圈的中屯、距為半個極距（W/2)。沿X方向或Y方向，正繞或反繞 平面矩形螺旋激勵線圈由外到內的第P應線圈與線圈中屯、的距離為
【主權項】
1. 一種用于平面二維位移測量的傳感器，包括上下平行相對布置的定陣面（1)和動陣 面（2)，其特征在于： 所述定陣面（1)具有定陣面基體，在定陣面基體上布置單層或多層完全相同的并串聯 的激勵線圈矩陣，每一層激勵線圈矩陣是由沿X和Y方向布置的多個相同的激勵線圈陣列 單元構成，所述激勵線圈陣列單元之間沿"Z"字型依次串聯，且相鄰兩個激勵線圈陣列單元 的中心距為一個極距W; 所述動陣面（2)由動陣面基體和布置于動陣面基體表面的感應線圈組成；所述感應線 圈由尺寸匝數均相同的三個感應線圈組成，且第一感應線圈（21)和第二感應線圈（22)沿 X方向布置，第一感應線圈（21)和第三感應線圈（23)沿Y方向布置； 定陣面（1)的激勵線圈連接交流激勵電信號，在定陣面表面產生的磁場強度隨著平面 二維位置變化呈現周期性變化；當動陣面（2)與定陣面（1)發(fā)生相對運動時，第一感應線圈 (21)、第二感應線圈（22)和第三感應線圈（23)的感應信號幅值分別發(fā)生變化。
2. 根據權利要求1所述的傳感器，其特征是：所述激勵線圈陣列單元由尺寸、匝數均相 同的2個正繞平面矩形螺旋激勵線圈和2個反繞平面矩形螺旋激勵線圈按"田"字型排列、 并按"U"字型串聯以保證任意兩個相鄰的平面矩形螺旋激勵線圈繞制方向相反；相鄰兩個 平面矩形螺旋激勵線圈的中心距為半個極距，即W/2 ;沿X方向或Y方向，正繞或反繞平面
3. 根據權利要求1所述的傳感器，其特征是：所述激勵線圈中沿X方向的極距與沿Y方 向的極距可以相同也可以不同。
4. 根據權利要求1所述的傳感器，其特征是：所述第一感應線圈和第二感
5. 根據權利要求1或4所述的傳感器，其特征是：所述第一感應線圈（21)、第二感應線 圈（22)和第三感應線圈（23)可以為單匝或多匝，可以為單層或多層串聯；當為多層串聯排 布時，各層感應線圈沿垂直于動陣面的方向依次上下布置且各層感應線圈的中心連線垂直 于動陣面，中間由絕緣材料間隔。
【專利摘要】一種用于平面二維位移測量的傳感器，其由上下平行相對布置的定陣面和動陣面兩部分構成。定陣面在定陣面基體上布置單層或多層完全相同的并串聯的激勵線圈矩陣，每一層激勵線圈矩陣是由沿X和Y方向布置的多個相同的激勵線圈陣列單元構成，激勵線圈陣列單元之間沿“Z”字型依次串聯。動陣面由動陣面基體和布置于動陣面基體表面的感應線圈組成，感應線圈由尺寸匝數均相同的三個感應線圈呈L形布置。本實用新型通過在定陣面表面建立包含時間量和空間量的磁場，采用單個動陣面通過電磁感應原理將定陣面不同位置處的磁信號轉化為電信號，將三個感應線圈產生的電信號進行運算處理，從而得到平面二維位移量，具有結構簡單、成本低、抗油污粉塵和沖擊振動能力強的特點。<u/>
【IPC分類】G01B7-02
【公開號】CN204404990
【申請?zhí)枴緾N201520108122
【發(fā)明人】武亮, 彭東林, 陳錫候, 湯其富, 魯進, 鄭方燕, 孫世政, 黃奔
【申請人】重慶理工大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月14日