專利名稱：變壓器式角度傳感裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于傳感器安裝裝置，具體地說，是一種基于電磁信號傳遞的變壓器 式角度傳感裝置。
技術背景傳統(tǒng)的變壓器式傳感器，主要有三種結構類型一是變氣隙型、二是變截面型、三 是螺管型。其中變氣隙型由于靈敏度很高、非線性嚴重、只適用于測量Imm以內的微小位移。 變截面型的測量范圍有所增大，可以方便地設計成角度傳感器，但它的缺點是非線性仍然 很明顯、線性輸出范圍太小，一般在20度左右。螺管型的示值范圍大，行程易于任意安排， 應用非常廣泛，但螺管型均是采用直筒狀線圈結構，用于角度檢測時，必須通過機械結構將 旋轉變化為直線型滑動，限制了螺管型變壓器式傳感器的應用性能。上述傳統(tǒng)技術都有一個共同缺點，它們在實際使用中，都采用差動式線圈結構，差 動式線圈結構只能提供線性輸出，不能按用戶需要定制輸出曲線。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種體積小、示值范圍大、輸出曲線可以定制的變壓器 式角度傳感裝置，能適用于各種角位移的檢測。為達到上述目的，本實用新型提供了一種變壓器式角度傳感裝置，設置有底座，該 底座上安裝有勵磁線圈和感應線圈，且勵磁線圈和感應線圈中套裝有同一導磁體，其關鍵 在于所述勵磁線圈和感應線圈呈圓弧形，所述導磁體為圓弧形導磁條；所述底座上還固定有線圈骨架，該線圈骨架內開有通道，所述導磁體伸入通道中， 所述感應線圈纏繞在該線圈骨架上。底座以印刷電路板為主，線圈骨架可以是一個圓弧形骨架，也可以是多個短的小 骨架按圓弧排列焊接在電路板上，采用細的漆包線或皮包線纏繞在線圈骨架上，就形成圓 弧線圈。所述線圈骨架的橫截面為“U”形或“0”形或“η”形。線圈骨架有多種形式，只要能在骨架內設置一個便于圓弧導磁體轉動的空間，能 在骨架外纏繞線圈即可。所述線圈骨架的橫截面由大到小或由小到大，該線圈骨架線圈的橫截面也由大到 小或由小到大。線圈的橫截面變化，可以調整感應線圈的輸出線性。所述導磁體由至少兩層導磁條重疊組成，且伸入所述感應線圈內的相鄰導磁條間 的長度依次遞增。不同長度的磁條，可以調整感應線圈的輸出線性。位于所述感應線圈以外的導磁體連接有支臂，該支臂上安裝有轉軸，該轉軸位于所述導磁體的圓弧圓心處。所述轉軸上固定有主動臂，所述底座上固定有左、右限位塊，其中左限位塊位于所 述主動臂移動軌跡的左端，右限位塊位于所述主動臂移動軌跡的右端，所述左、右限位塊限 制所述主動臂的移動范圍。左、右限位塊限制所述支臂的移動范圍。也限制了導磁體的擺動行程，避免導磁體 的行程超限。所述勵磁線圈也可以固定在導磁體上或支臂上或轉軸上。用導磁體制作支臂和轉軸，就可以將勵磁線圈固定在支臂上或轉軸，只要能將絕 大部分磁力線引入導磁體就可以。勵磁線圈經活動導線與信號源相連接。也可以固定住磁條，將骨架和感應線圈固定在支臂上，轉軸帶動支臂旋轉，而感應 線圈與焊接在電路板上的活動線連接。 所述感應線圈疏密配合繞制在所述線圈骨架上。線圈可以按照前疏后密、前密后疏、或疏密間隔的方式繞制，也可以分組繞制，即 多匝導線繞成一組，組與組之間的間隙為疏密不同，這樣可以根據(jù)需要調整感應線圈的輸 出線性。公知的輸出曲線控制技術是采用差動式線圈結構。以螺管型差動式線圈為例，在 中空的直筒型螺管上，勵磁線圈均勻繞滿螺管，感應線圈則繞在勵磁線圈外層，分為左右若 干組，各組均為對稱繞制，利用對稱線圈信號的差值作為輸出曲線，但公知的技術輸出都為 線性，還未見其它特殊輸出曲線的報道。本實用新型通過變化匝間距的規(guī)律來控制輸出線 性，新穎而實用，這比單片機、運算電路等輸出調節(jié)方式都更為簡便、更易控制成本。所述導磁體到感應線圈的最小直線距離大于1mm。所述線圈骨架中還固定有第二導磁塊，該第二導磁塊靠近所述導磁體的運行軌 跡。所述第二導磁塊，位于所述導磁體的運行軌跡的末端。第二導磁塊固定在制定位置，當導磁體行進到該位置時，感應線圈上的感應信號 發(fā)生驟變，便于后續(xù)電路識別。本實用新型的顯著效果是提供了一種體積小、示值范圍大、輸出曲線可以定制的 變壓器式角度傳感裝置，能適用于各種角位移的檢測。滿足不同弧度的角度位移檢測需要， 且其輸出線性也可以按照需要設置制作。

圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是多個線圈骨架的安裝示意圖；圖3是限位塊的安裝示意圖；圖4是第二導磁塊的安裝示意圖；圖5是線圈骨架橫截面變化的結構示意圖；圖6是本實用新型采用旋轉支架的結構示意圖；圖7是本實用新型感應線圈均勻繞制時的輸出曲線示意圖；圖8是本實用新型感應線圈由疏到密繞制時的輸出曲線示意圖；圖9是本實用新型感應線圈分組繞制時的輸出曲線示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1所 示一種變壓器式角度傳感裝置，設置有底座7，該底座7上安裝有勵磁 線圈1和感應線圈2，且勵磁線圈1和感應線圈2中套裝有同一導磁體3，其關鍵在于所述 勵磁線圈1和感應線圈2呈圓弧形，所述導磁體3為圓弧形導磁條；所述底座7上還固定有線圈骨架4，該線圈骨架4內開有通道，所述導磁體3伸入 通道中，所述感應線圈2纏繞在該線圈骨架4上。如圖2所示底座7以印刷電路板為主，線圈骨架4可以是一個圓弧形骨架，也可 以是多個短的小骨架按圓弧排列焊接在電路板上，采用細的漆包線或皮包線纏繞在線圈骨 架4上，就形成圓弧線圈。所述線圈骨架4的橫截面為“U”形或“0”形或“η”形。線圈骨架4有多種形式，只要能在骨架內設置一個便于圓弧導磁體3轉動的空間， 能在骨架外纏繞線圈即可。如圖5所示所述線圈骨架4的橫截面由大到小或由小到大，該線圈骨架4線圈的 橫截面也由大到小或由小到大。線圈的橫截面變化，可以調整感應線圈2的輸出線性。所述導磁體3由至少兩層導磁條重疊組成，且伸入所述感應線圈2內的相鄰導磁 條間的長度依次遞增。不同長度的磁條，可以調整感應線圈2的輸出線性。也可以采用多根不同磁條磁導特性的磁條進行疊加，如一層采用硅鋼材料，另一 層采用坡莫合金，二者的溫度曲線不同，但二者組合在一起后，就能取得更平滑的溫度曲 線。位于所述感應線圈2以外的導磁體3連接有支臂6，該支臂6上安裝有轉軸5，該 轉軸5位于所述導磁體3的圓弧圓心處。如圖3所示所述轉軸5上固定有主動臂10，主動臂9連接外部的運動裝置，如測 液位的浮子、拉索等機構。所述底座7上固定有左、右限位塊8、8’，其中左限位塊8位于所 述主動臂10移動軌跡的左端，右限位塊8’位于所述主動臂10移動軌跡的右端，所述左、右 限位塊8、8’限制所述主動臂10的移動范圍。也可以將左、右限位塊8、8’設置在支臂6的左端和右端。左、右限位塊8、8’限制所述支臂6的移動范圍。也限制了導磁體3的擺動行程， 避免導磁體3的行程超限。所述勵磁線圈1也可以固定在導磁體3上或支臂6上或轉軸5上。用導磁體制作支臂6和轉軸5，就可以將勵磁線圈1固定在支臂6上或轉軸5，只 要能將絕大部分磁力線引入導磁體3就可以。勵磁線圈1經活動導線與信號源相連接。也可以固定住磁條，將骨架和感應線圈2固定在支臂6上，轉軸5帶動支臂6旋轉， 而感應線圈2與焊接在電路板上的活動線連接。所述感應線圈2疏密配合繞制在所述線圈骨架4上。線圈可以按照前疏后密、前密后疏、或疏密間隔的方式繞制，也可以分組繞制，即多匝導線繞成一組，組與組之間的間隙為疏密不同，這樣可以根據(jù)需要調整感應線圈2的 輸出線性。比較圖7、8、9所示就能看出感應線圈2前疏后密繞制后的輸出線性最好，但工藝復雜，分組繞制的工藝更簡單，其輸出線性也較均勻繞制的輸出線性好很多。故分組繞制的 得性價比是最好的。所述導磁體3到感應線圈2的最小直線距離大于1mm。如圖4所示所述線圈骨架4中還固定有第二導磁塊9，該第二導磁塊9靠近所述 導磁體3的運行軌跡。所述第二導磁塊9，位于所述導磁體3的運行軌跡的末端。當導磁體3運行到軌跡 末端，第二導磁塊9引導磁力線發(fā)生明顯改變，導致感應線圈2的輸出信號發(fā)生驟變，給后 續(xù)電路一個明顯的告警信號。盡管以上結構結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行了描述，但本實用新型不 限于上述具體實施方式
，上述具體實施方式
僅僅是示意性的而不是限定性的，本領域的普 通技術人員在本實用新型的啟示下，在不違背本實用新型宗旨及權利要求的前提下，可以 作出多種類似的表示，如更改線圈骨架數(shù)量和圓弧角度、更換線圈骨架形狀、更換線圈繞線 結構和層數(shù)、導磁條的層數(shù)改變、多種導磁材料相互搭配、各層導磁條的長度不一、相互重 疊等方式，這樣的變換均落入本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種變壓器式角度傳感裝置，設置有底座(7)，該底座(7)上安裝有勵磁線圈(1)和感應線圈(2)，且勵磁線圈(1)和感應線圈(2)中套裝有同一導磁體(3)，其特征在于所述勵磁線圈(1)和感應線圈(2)呈圓弧形，所述導磁體(3)為圓弧形導磁條；所述底座(7)上還固定有線圈骨架(4)，該線圈骨架(4)內開有通道，所述導磁體(3)伸入通道中，所述感應線圈(2)纏繞在該線圈骨架(4)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的變壓器式角度傳感裝置，其特征在于所述線圈骨架(4)的 橫截面為“U”形或“O”形或“η”形。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的變壓器式角度傳感裝置，其特征在于所述線圈骨架(4) 的橫截面由大到小或由小到大，該線圈骨架⑷線圈的橫截面也由大到小或由小到大。
4.根據(jù)權利要求1所述的變壓器式角度傳感裝置，其特征在于所述導磁體(3)由至 少兩層導磁條重疊組成，且伸入所述感應線圈(2)內的相鄰導磁條間的長度依次遞增。
5.根據(jù)權利要求1所述的變壓器式角度傳感裝置，其特征在于位于所述感應線圈(2) 以外的導磁體(3)連接有支臂(6)，該支臂(6)上安裝有轉軸(5)，該轉軸(5)位于所述導 磁體(3)的圓弧圓心處。
6.根據(jù)權利要求5所述的變壓器式角度傳感裝置，其特征在于所述轉軸(5)上固定 有主動臂(10)，所述底座(7)上固定有左、右限位塊(8、8’)，其中左限位塊(8)位于所述 主動臂(10)移動軌跡的左端，右限位塊(8’ )位于所述主動臂(10)移動軌跡的右端，所述 左、右限位塊(8、8，)限制所述主動臂(10)的移動范圍。
7.根據(jù)權利要求1所述的變壓器式角度傳感裝置，其特征在于所述感應線圈(2)疏 密配合繞制在所述線圈骨架(4)上。
8.根據(jù)權利要求1所述的變壓器式角度傳感裝置，其特征在于所述導磁體(3)到感 應線圈(2)的最小直線距離大于1mm。
9.根據(jù)權利要求1所述的變壓器式角度傳感裝置，其特征在于所述線圈骨架(4)中 還固定有第二導磁塊(9)，該第二導磁塊(9)靠近所述導磁體(3)的運行軌跡。
10.根據(jù)權利要求1所述的變壓器式角度傳感裝置，其特征在于所述第二導磁塊(9)， 位于所述導磁體(3)的運行軌跡的末端。
專利摘要本實用新型公開了一種變壓器式角度傳感裝置，設置有底座，該底座上安裝有勵磁線圈和感應線圈，且勵磁線圈和感應線圈中套裝有同一導磁體，其特征在于所述勵磁線圈和感應線圈呈圓弧形，所述導磁體為圓弧形導磁條；所述底座上還固定有線圈骨架，該線圈骨架內開有通道，所述導磁體伸入通道中，所述感應線圈纏繞在該線圈骨架上。也可以固定磁條。其顯著效果是本裝置體積小，能滿足不同弧度的角度位移檢測需要，且其輸出線性也可以按照需要設置制作。
文檔編號G01D5/12GK201569408SQ20092029391
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權日2009年12月23日
發(fā)明者蔣勤舟 申請人:蔣勤舟