線性可變差動變壓器及其繞制方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于位移傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，提供了一種線性可變差動傳感器，第一次級繞組、第二次級繞組與初級繞組耦合產(chǎn)生的磁通量對稱，提高線性可變差動變壓器的對稱性，同時，線圈的結(jié)構(gòu)緊湊，提高線性可變差動變壓器抗震動、抗機械沖擊、熱沖擊的能力，可滿足航空領(lǐng)域?qū)€性可變差動變壓器高精度、溫度特性好、穩(wěn)定性可靠性要求嚴格的用戶要求，本發(fā)明還提供線性可變差動傳感器的繞制方法，操作簡單，且線圈在第一次級繞組和第二次級繞組內(nèi)的單位長度圈數(shù)呈線性變化，遞增或遞減，次級繞組輸出感應(yīng)電動勢與鐵芯位移量成線性遞增或遞減，降低零位殘余電壓，提高線性可變差動變壓器的電氣性能和溫度穩(wěn)定性。
【專利說明】線性可變差動變壓器及其繞制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于位移傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及線性可變差動變壓器及其繞制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]線性可變差動變壓器如圖1所示，包括一個初級繞組10，第一次級繞組20和第二次級繞組30、鐵芯40和骨架50，漆包線繞制在骨架上，依次形成初級繞組10，第一次級繞組20和第二次級繞組30，其中，第一次級繞組20與第二次級繞組30的輸出電壓反向串接，初級繞組10與第一次級繞組20、第二次級繞組30之間的耦合隨鐵芯40的移動而發(fā)生變化，即繞組間的互感隨被測位移改變而變化，其中初級繞組10的繞組匝數(shù)為S1，第一次級繞組20的匝數(shù)為S2，第二次級繞組30的匝數(shù)為S3，第一次級繞組20的匝數(shù)與第二次級繞組30的匝數(shù)數(shù)量上相等。
[0003]請參見圖2與圖3，當(dāng)鐵芯40移向第一次級繞組20的一邊，初級繞組10與第一次級繞組20之間的互感S2增加，S2繞組產(chǎn)生的互感電動勢Va升高，同時，第二次級繞組30與初級繞組10之間的互感S3減小，S3繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓Vb降低，因而第二次級繞組20的感應(yīng)電動勢Va大于次級繞組S3的感應(yīng)電動勢Vb，此時，差動輸出電動勢Vab=Va_Vb且不為零，在線位移規(guī)定量程內(nèi)，鐵芯40的移動越大，差動輸出電動勢Vab就越大；同理，當(dāng)鐵芯40移向第二次級繞組30的一邊，初級繞組10與第二次級繞組30之間的互感S3增加，次級繞組30產(chǎn)生的互感電動勢Vb升高，同時，第一次級繞組20與初級繞組10之間的互感S2減小，次級繞組20產(chǎn)生的感應(yīng)電壓Va降低，因而差動輸出電動勢Vab也不為零，但由于鐵芯40的移動方向改變，所以輸出電動勢Vab=Va_Vb反向，因此，可以通過差動變壓器輸出電動勢Vab的大小和正負就可以知道鐵芯40位移量的大小和方向；
[0004]當(dāng)鐵芯40在初級繞組10的中心位置時，第一次級繞組20和第二次級繞組30所感應(yīng)的電壓相等，由于輸出時反向串接，所以此時差動輸出電動勢為零(實際上還有很小的零位電壓)，稱此時鐵芯40的位置為零位。
[0005]目前，線性可變差動傳感器采用的繞制方式主要有二段式繞線法、三段式繞線法和非全對稱階梯式繞線法，請參見圖1，在二段式繞線法中，初級繞組10平鋪在骨架50上，第一次級繞組20和第二次級繞組30以骨架中點向兩端平鋪，其特點是適用于中小行程(小于±30mm)的線性可變差動變壓器，繞線工藝相對簡單，但是存在線性度不好，靈敏度較低的缺點；在三段式繞線法中，初級繞組纏繞在骨架中間，兩次級繞組和和分別以初級繞組1的兩個端面向骨架的兩端平鋪，其特點是僅用于行程較短的線性可變差動變壓器，工藝簡單，線性度較好，易于對稱，但測量精度低；請參見圖4與圖5，在非全對稱階梯式繞線法中，包括初級繞組10、次級繞組20、次級繞組30和鐵芯40，偏置線圈20 ’與次級繞組20串接，偏置線圈20 ’可以使次級繞組20和30的差動輸出零點偏置，輸出單調(diào)差動電壓，在骨架上形成不對稱式繞組，其存在對稱性有很大局限，行程長度比差，溫度特性不理想，生產(chǎn)工藝繁瑣等缺點，由上述繞制方法制成的線性可變差動變壓器存在電氣性能不優(yōu)化，對稱性差的問題，尤其是無法滿足航空領(lǐng)域?qū)€性可變差動變壓器高精度、溫度特性好、穩(wěn)定性可靠性要求嚴格的用戶要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例的目的在于提供一種線性可變差動變壓器，旨在解決現(xiàn)有的線性可變差動變壓器電器的電氣性能不優(yōu)化，對稱性差的問題。
[0007]本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，線性可變差動傳感器，包括初級繞組、第一次級繞組、第二次級繞組、鐵芯和骨架，所述初級繞組繞設(shè)于所述骨架上，所述第一次級繞組、所述第二次級繞組分別繞設(shè)于所述初級繞組的外周，所述第一次級繞組包括依次繞制的第一平繞層、第一間繞層和第四間繞層，所述第二次級繞組包括依次繞制的第二平繞層，第二間繞層和第三間繞層，所述第一平繞層、所述第二平繞層繞設(shè)于所述初級繞組上并相對于所述初級繞組的中心對稱，第一間繞層繞設(shè)于所述第一平繞層上，第二間繞層繞設(shè)于所述第二平繞層上，所述第一間繞層與所述第二間繞層相對于所述初級繞組的中心對稱，第三間繞層繞設(shè)于所述第一間繞層上，所述第四間繞層繞設(shè)于所述第二間繞層上，所述第三間繞層與所述第四間繞層相對于所述初級繞組的中心對稱，所述初級繞組的外周包覆有第一絕緣層，所述第一平繞層與所述第一間繞層之間設(shè)有第二絕緣層，所述第一間繞層與所述第三間繞層之間設(shè)有第三絕緣層，所述第二平繞層與所述第二間繞層之間設(shè)有第四絕緣層，所述第二間繞層與所述第四間繞層之間設(shè)有第五絕緣層。
[0008]優(yōu)選地，所述第一平繞層與所述第二平繞層的長度相等，且均為所述初級繞組長度的一半。
[0009]優(yōu)選地，所述第一間繞層與所述第二間繞層的長度相等，且均為所述初級繞組長度的一半。
[0010]優(yōu)選地，所述第三間繞層與所述第四間繞層的長度相等，且均為所述初級繞組長度的一半。
[0011]優(yōu)選地，所述第一次級繞組的繞線密度沿繞制方向由密到疏漸變，所述第二次級繞組的繞線密度沿繞制方向由密到疏漸變。。
[0012]進一步地，所述骨架具有中空部，所述鐵芯可拆卸式穿設(shè)于所述中空部，所述骨架的兩端分別設(shè)有一凸臺，所述初級繞組、所述第一次級繞組和所述第二次級繞組均夾設(shè)于兩所述凸臺之間。
[0013]本實施例提供的線性可變差動傳感器的有益效果在于:第一平繞層與第二平繞層對稱，第一間繞層與第二間繞層對稱，第三間繞層與第四間繞層對稱，即相對應(yīng)的第一次級繞組與第二次級繞組中漆包線圈的圓周長度對稱，可確保相對稱的兩次級繞組的阻值相等，第一次級繞組、第二次級繞組與初級繞組耦合產(chǎn)生的磁通量對稱，提高線性可變差動變壓器的對稱性，同時，線圈的結(jié)構(gòu)緊湊，提高線性可變差動變壓器抗震動、抗機械沖擊、熱沖擊的能力，可滿足航空領(lǐng)域?qū)€性可變差動變壓器高精度、溫度特性好、穩(wěn)定性可靠性要求嚴格的用戶要求，此外，第三間繞層繞設(shè)在第一間繞層上，第四間繞層繞設(shè)在第二間繞層上，鐵芯發(fā)生移動時，第一次級繞組和第二次級繞組均會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，并與鐵芯的位移量成線性變化，因此，降低零位殘余電壓，提高線性可變差動傳感器的電氣性能和溫度穩(wěn)定性。
[0014]本發(fā)明實施例的另一目的在于提供一種線性可變差動傳感器的繞制方法，旨在解決現(xiàn)有的繞制方法生產(chǎn)工藝復(fù)雜，且繞制成的線性可變差動傳感器對稱性差的問題。
[0015]本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種用于繞制上述的線性可變差動傳感器的繞制方法，所述線性可變差動傳感器包括初級繞組，第一次級繞組、第二次級繞組、鐵芯和骨架，所述第一次級繞組與所述第二次級繞組反相，包括如下步驟:
[0016]將第一漆包線并繞在所述骨架上形成所述初級繞組，所述初級繞組的外周包覆有第一絕緣層；
[0017]將第二漆包線并繞在所述初級繞組上形成第一平繞層，其末端位于所述初級繞組的中心處，所述第一平繞層的外周包覆第二絕緣層，所述第二漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在所述第二絕緣層上形成第一間繞層，所述第一間繞層的外周包覆有第三絕緣層；
[0018]將第三漆包線并繞在所述初級繞組上形成第二平繞層，其末端在所述初級繞組的中心處，所述第二平繞層與所述第一平繞層相對于所述初級繞組的中心對稱且反相，所述第二平繞層的外周包覆有第四絕緣層，所述第三漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在所述第四絕緣層上形成第二間繞層，所述第一間繞層與所述第二間繞層相對于所述初級繞組的中心對稱且反相；
[0019]將所述第三漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在所述第三絕緣層上形成第三間繞層，所述第二間繞層的外周包覆有第五絕緣層，所述第二漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在所述第五絕緣層上形成第四間繞層，所述第三間繞層與所述第四間繞層相對于所述初級繞組的中心對稱且反相；
[0020]使所述第一平繞層的末端與所述第一間繞層的始端相連接，所述第一間繞層的末端與所述第四間繞層的始端相連接，形成所述第一次級繞組，所述第二平繞層的末端與所述第二間繞層的始端相連接，所述第二間繞層的末端與所述第三間繞層的始端相連接，形成所述第二次級繞組；
[0021]將所述初級繞組、所述第一次級繞組和所述第二次級繞組的線頭固定，采用膠條包裹所述初級繞組、所述第一次級繞組和所述第二次級繞組的外周，將棉線繞設(shè)在所述膠條的外周并綁緊。
[0022]進一步地，所述第一平繞層與所述第二平繞層的始端均在所述初級繞組的中心處，所述第一平繞層與所述第二平繞層的長度相等，且均為所述初級繞組長度的一半。
[0023]或者，進一步地，所述第一平繞層的始端在所述初級繞組的始端，所述第二平繞層的始端在所述初級繞組的末端，所述第一平繞層與所述第二平繞層的長度相等，且均為所述初級繞組長度的一半。
[0024]本發(fā)明實施例提供的線性可變差動傳感器的繞制方法的有益效果在于:漆包線在骨架上繞制初級繞組，第一次級繞組和第二次級繞組分別設(shè)于初級繞組上，并相對于初級繞組的中心對稱，第一平繞層與第二平繞層采用并繞工藝，漆包線繞制緊湊，簡化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品的一致性，第一間繞層、第二間繞層、第三間繞層與第四間繞層采用漆包線繞線密度漸變的繞線方式即間繞方式繞制，保證線圈在第一次級繞組和第二次級繞組內(nèi)的單位長度圈數(shù)呈線性變化，遞增或遞減，因此，次級繞組輸出感應(yīng)電動勢與鐵芯位移量成線性遞增或遞減，降低零位殘余電壓，提高線性可變差動變壓器的電氣性能和溫度穩(wěn)定性，此夕卜，由于第一次級繞組與第二次級繞組對稱且匝數(shù)相同，即相對應(yīng)的兩次級繞組中漆包線圈的圓周長度對稱，可確保相對稱的兩次級繞組的阻值相等，次級繞組與初級繞組耦合產(chǎn)生的磁通量對稱，提高線性可變差動變壓器的對稱性，同時，線圈的結(jié)構(gòu)緊湊，提高線性可變差動變壓器抗震動、抗機械沖擊、熱沖擊的能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的線性可變差動變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是現(xiàn)有技術(shù)提供的線性可變差動變壓器的工作原理示意圖；
[0027]圖3是圖2輸出電壓變化曲線示意圖；
[0028]圖4是現(xiàn)有技術(shù)提供的非全對稱階梯式繞線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5是圖4的輸出電壓變化曲線示意圖；
[0030]圖6是本發(fā)明實施例提供的線性可變差動變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖7是本發(fā)明實施例提供的線性可變差動變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖8是本發(fā)明第一實施例提供的線性可變差動變壓器的繞線示意圖；
[0033]圖9是本發(fā)明第一實施例提供的第一次級繞組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖10是本發(fā)明第一實施例提供的第二次級繞組的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖11是本發(fā)明第二實施例提供的線性可變差動變壓器的繞線示意圖。

【具體實施方式】
[0036]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0037]請參見圖6與圖7，本發(fā)明實施例提供的線性可變差動傳感器，包括初級繞組1，第一次級繞組2、第二次級繞組3、鐵芯4和骨架5，第一次級繞組2與第二次級繞組3反相，初級繞組1繞設(shè)于骨架5上，第一次級繞組2、第二次級繞組3分別繞設(shè)于初級繞組1的外周，第一次級繞組2包括依次繞制的第一平繞層21、第一間繞層22和第四間繞層23，第二次級繞組3包括依次繞制的第二平繞層31、第二間繞層32和第三間繞層33，第一平繞層21與第二平繞層31繞設(shè)于初級繞組1上并相對于初級繞組1的中心對稱，第一間繞層22繞設(shè)在第一平繞層21上，第二間繞層32繞設(shè)在第二平繞層31上，第一間繞層22與第二間繞層32相對于初級繞組1的中心對稱，第三間繞層33繞設(shè)在第一間繞層22上，第四間繞層23繞設(shè)在第二間繞層32上，第三間繞層33與第四間繞層23相對于初級繞組1的中心對稱，保證線圈在第一次級繞組2和第二次級繞組3范圍內(nèi)的單位長度圈數(shù)呈線性變化，遞增或遞減，第一次級繞組2和第二次級繞組3對應(yīng)的每個漆包線圈的圓周長度也對稱相等，即第一次級繞組2與第二次級繞組3的阻值對稱相等，因此，第一次級繞組2、第二次級繞組3與初級繞組1感性產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也耦合對稱，并且，第一次級繞組2中的第四間繞層23繞制在第二次級繞組3中的第二間繞層32上，第二次級繞組3中的第三間繞層33繞制在第一次級繞組2中的第一間繞層22上，即第三間繞層33與第四間繞層23交叉繞線，當(dāng)鐵芯4移至第一次級繞組2的一側(cè)，初級繞組1與次級繞組2之間的互感增加，第一次級繞組2產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢升高，繞制在第一間繞層22上的第三間繞層33也產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢，第二次級繞組3與初級繞組1之間的互感減小，但是，第三間繞層33產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與第二次級繞組3的感應(yīng)電動勢線性疊加，使得第二次級繞組3的感應(yīng)電動勢呈線性漸變，當(dāng)鐵芯4移至次級繞組3的一側(cè)，初級繞組1與次級繞組3之間的互感增加，第二次級繞組2產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢升高，繞制在第二間繞層32上的第四間繞層23也產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢，第一次級繞組2與初級繞組1之間的互感減小，但是，第四間繞層23產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與第一次級繞組2的感應(yīng)電動勢線性疊加，使得第一次級繞組2的感應(yīng)電動勢呈線性漸變，因此，第一次級繞組2或第二次級繞組3輸出的感應(yīng)電動勢與鐵芯4的位移量成線性變化，降低零位殘余電壓，提高線性可變差動傳感器的電氣性能和溫度穩(wěn)定性，滿足航空領(lǐng)域?qū)€性可變差動變壓器高精度、溫度特性好、穩(wěn)定性可靠性要求嚴格的用戶要求。
[0038]請參見圖7，在初級繞組1的外周包覆有第一絕緣層61，可避免初級繞組1與第一次級繞組2或第二次級繞組3直接接觸，造成短路，第一平繞層21和第二平繞層31可采用漆包線并繞方式繞制在第一絕緣層61上，第一平繞層21與第二平繞層31的線圈纏繞緊密，在第一平繞層21的外周包覆有第二絕緣層62，可采用線圈密度漸變的繞線方式在第二絕緣層62上繞制第一間繞層22，由于第一間繞層22的線圈密度漸變，由稀疏到緊密，第二絕緣層62將第一平繞層21和第一間繞層22隔開，避免第一間繞層22的線圈嵌設(shè)于第一平繞層21內(nèi)，影響線性可變差動傳感器的測量精度，同樣的，在第一間繞層22的外周包覆有第三絕緣層63，漆包線繞制在第三絕緣層63上形成第三間繞層33，在第二平繞層31的外周包覆有第四絕緣層64，漆包線繞制在第四絕緣層64上，形成第二間繞層32，在第二間繞層32的外周包覆有第五絕緣層65，漆包線繞制在第五絕緣層65上形成第四間繞層23，各層之間采用絕緣層作為隔層，避免兩層之間的線圈發(fā)生干涉，保障線性可變差動傳感器的測量精度。
[0039]請參見圖7，第一平繞層21與第二平繞層31長度相等，且均為初級繞組1長度的一半，即第一平繞層21與第二平繞層31的阻值相等，且相對于初級繞組1的中心對稱，第一間繞層22與第二間繞層32長度相等，且均為初級繞組1長度的一半，即第一間繞層22與第二間繞層32的阻值相等，且相對于初級繞組1的中心對稱，第三間繞層33與第四間繞層23的長度相等，且均為初級繞組1長度的一半，即第三間繞層33與第四間繞層23的阻值相等，且相對于初級繞組1的中心對稱，因此，提高線性可變差動變壓器的對稱性，進一步提高產(chǎn)品的可靠性和成品合格率，并且，第三間繞層33與第四間繞層23交叉纏繞，無論鐵芯4向第一次級繞組2的一側(cè)移動，還是向第二次級繞組3的一側(cè)移動，都會使得，第一次級繞組2和第二次級繞組3產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢變化，即線性可變差動傳感器整體輸出的電壓呈線性漸變，降低零位殘余電壓的影響，同時可以實現(xiàn)交流偏置單向輸出電壓，t匕例輸出等要求，提高線性可變差動傳感器的可靠性與整體電氣性能。
[0040]請參見圖10與圖11，第一次級繞組2的繞線密度沿繞制方向由密到疏漸變，第二次級繞組3的繞線密度沿繞制方向由密到疏漸變，即第一次級繞組2與第二次級繞組3的線圈密度呈線性變化，因此，第一次級繞組2與第二次級繞組3輸出的感應(yīng)電動勢與鐵芯4的位移量成線性漸變，降低零位殘余電壓，提高線性可變差動變壓器的電氣性能和溫度穩(wěn)定性，同時，各線圈之間結(jié)構(gòu)緊湊，提高線性可變差動變壓器整體的抗震動、抗機械沖擊和熱沖擊的能力，滿足航空領(lǐng)域?qū)€性可變差動變壓器高精度、溫度特性好、穩(wěn)定性可靠性要求嚴格的用戶要求。
[0041]請參見圖6與圖7，骨架5具有中空部51，鐵芯4可拆卸式穿設(shè)于中空部51，骨架5在中空部51可以左右移動，與第一次級繞組2或第二次級繞組3進行耦合，產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢，骨架5的兩端分別設(shè)有一凸臺52，初級繞組1、第一次級繞組2、第二次級繞組3夾設(shè)于兩凸臺52之間，初級繞組1平繞在兩凸臺52之間，第一次級繞組2和第二次級繞組3分別繞制在初級繞組1上，也繞制在兩凸臺52之間，凸臺52可保護各繞組免受外界影響，提高線性可變差動變壓器的測量精度。
[0042]請參見圖7與圖8，本發(fā)明實施例還提供一種用于繞制上述的線性可變差動傳感器的繞線方法，線性可變差動傳感器包括初級繞組1、第一次級繞組2、第二次級繞組3、鐵芯4和骨架5，采用漆包線繞制各繞組，線性可變差動傳感器的繞線方法包括如下步驟:
[0043]將第一漆包線并繞在骨架5上形成初級繞組1，初級繞組1的外周包覆有第一絕緣層61 ；
[0044]將第二漆包線并繞在初級繞組1上形成第一平繞層21，其末端位于初級繞組1的中心處，第一平繞層21的外周包覆第二絕緣層62，第二漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在第二絕緣層62上形成第一間繞層22，第一間繞層22的外周包覆有第三絕緣層63 ；
[0045]將第三漆包線并繞在初級繞組1上形成第二平繞層31，其末端在初級繞組1的中心處，第二平繞層31與第一平繞層21相對于初級繞組1的中心對稱且反相，第二平繞層31的外周包覆有第四絕緣層64，第三漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在第四絕緣層64上形成第二間繞層32，第一間繞層22與第二間繞層32相對于初級繞組1的中心對稱且反相；
[0046]將第三漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在第三絕緣層63上形成第三間繞層33，第二間繞層32的外周包覆有第五絕緣層65，第二漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在第五絕緣層65上形成第四間繞層23，第三間繞層33與第四間繞層23相對于初級繞組1的中心對稱且反相；
[0047]使第一平繞層21的末端與第一間繞層31的始端相連接，第一間繞層22的末端與第四間繞層23的始端相連接，形成第一次級繞組2，第二平繞層31的末端與第二間繞層32的始端相連接，第二間繞層32的末端與第三間繞層33的始端相連接，形成第二次級繞組3 ；
[0048]將初級繞組1、第一次級繞組2和第二次級繞組3的線頭固定，采用膠條包裹初級繞組、第一次級繞組2和第二次級繞組3的外周，將棉線繞設(shè)在膠條的外周并綁緊。
[0049]初級繞組1、第一平繞層21、第二平繞層31采用并繞方式繞制在骨架5上，繞制方法簡便，各漆包線繞制緊湊，提高產(chǎn)品的一致性，繞制成型的第一平繞層21、第二平繞層31相對于初級繞組1的中心對稱，第一間繞層22與第二間繞層32相對于初級繞組1的中心對稱，第三間繞層33與第四間繞層23相對于初級繞組1的中心對稱，保證第一次級繞組2與第二次級繞組3對稱，由于第一次級繞組與第二次級繞組對稱且匝數(shù)相同，相對應(yīng)的第一次級繞組2與第二次級繞組3中漆包線圈的圓周長度對稱，可確保相對稱的第一次級繞組2與第二次級繞組3的阻值相等，次級繞組與初級繞組耦合產(chǎn)生的磁通量對稱，提高線性可變差動變壓器的對稱性，此外，第一次級繞組2的第四間繞層23繞制在第二間繞層32上，第二次級繞組3的第三間繞層33繞制在第一間繞層22上，即鐵芯4在骨架5內(nèi)發(fā)生移動時，第一次級繞組2與第二次級繞組3的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生線性變化，降低零位殘余電壓，提高線性可變差動變壓器的電氣性能和溫度穩(wěn)定性。
[0050]其中，第二漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)于第二絕緣層62上，形成第一間繞層22，第三漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)于第四絕緣層64上，形成第二間繞層32，第三漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)于第三絕緣層63上，形成第三間繞層33，第二漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)于第五絕緣層65上，形成第四間繞層23，第一間繞層22、第二間繞層32、第三間繞層33、第四間繞層23采用線圈密度漸變繞制方式，繞制在骨架5上，保證線圈在第一次級繞組2和第二次級繞組3內(nèi)的單位圈數(shù)呈線性變化，遞增或遞減，因此，第一次級繞組2、第二次級繞組3與初級繞組1耦合產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，也呈線性變化，提高線性可變差動變壓器的電氣性能和溫度穩(wěn)定性，同時，第一平繞層21與第二平繞層31，第一間繞層22與第二間繞層32，第三間繞層33與第四間繞層23均對稱，即繞制的第一次級繞組2與第二次級繞組3對稱，相應(yīng)的兩次級繞組中漆包線圈的圓周長度也對稱，因此，兩次級繞組的阻值相等，提高線性可變差動變壓器的對稱性，大大提高產(chǎn)品的可靠性與一致性。
[0051]實施例一
[0052]請參見圖8，在本實施例中，第一平繞層21的始端在初級繞組1的中心處，漆包線在初級繞組1上平繞1層或更多層形成第一平繞層21，第一平繞層21的長度為初級繞組1長度的一半，各繞制的線圈之間結(jié)構(gòu)緊湊，且繞線的線圈密度一致，漆包線由第一平繞層21的末端反方向繞制，先采用線圈密度漸變繞線方式繞制在第一平繞層21的中心處，間繞的長度為第一平繞層21的一半，另一半采用平繞方式，繞至第一平繞層21的端部，再間繞至第一平繞層21的中心處，由此形成的第一間繞層22的線圈密度漸變，第二平繞層31的始端也在初級繞組1的中心處，第二平繞層31的匝數(shù)與第一平繞層21的匝數(shù)相等且繞線方向相反，即各占初級繞組1長度的一半，因此第一平繞層21與第二平繞層31相對于初級繞組1的中心對稱，漆包線由第二平繞層31的末端反方向繞制，先采用線圈密度漸變繞線方式繞制在第二平繞層31的中心處，且繞制的長度為第二平繞層31的一半，余下的另一半采用平繞方式，繞至第二平繞層31的端部，再反方向繞制第二平繞層31的中心處，繞制成的第二間繞層32線圈密度漸變，第一間繞層22與第二間繞層32的繞線匝數(shù)相同且反相，漆包線由第二間繞層32的末端平繞至第一間繞層22上，且繞制的長度為第一間繞層22的一半，余下的另一半采用線圈密度漸變方式，繞制第一間繞層22的端部，再反方向間繞至初級繞組1的中心處，由此形成第三間繞層33，第三間繞層33的線圈密度漸變，漆包線由第一間繞層22的末端平繞在第二間繞層32上，且繞制的長度為第二間繞層32的一半，余下的另一半采用間繞方式，繞制第二間繞層32的端部，再反方向繞制初級繞組1的中心處，形成第四間繞層33，第四間繞層23的線圈密度漸變，將第四間繞層23的始端與第一間繞層22的始端連接，完成第一次級繞組2和第二次級繞組3的繞線，總體的第一次級繞組2與第二次級繞組3形成階梯式漸變結(jié)構(gòu)，由于線圈密度漸變，第一次級繞組2或第二次級繞組3的輸出感應(yīng)電動勢與鐵芯4位移量成線性遞增或遞減，降低零位殘余電壓，提高線性可變差動變壓器的電氣性能和溫度穩(wěn)定性。
[0053]請參見圖8，第一間繞層22與第二間繞層32匝數(shù)相同且反相，確保第一間繞層22與第二間繞層32對稱，且對應(yīng)的每個漆包線線圈的圓周長度對稱，即第一間繞層22與第二間繞層32的阻值相等且對稱，提高線性可變差動變壓器的對稱性，進一步提高產(chǎn)品的可靠性和成品合格率，第一間繞層22與第二間繞層32的長度均為初級繞組1長度的一半，第一間繞層22的末端繞制第四間繞層23，第二間繞層32的末端繼續(xù)繞制第三間繞層33，繞制工藝簡單，簡化生產(chǎn)流程，提高產(chǎn)品的一致性。
[0054]請參見圖8，第三間繞層33與第四間繞23層匝數(shù)相同且反相，第三間繞層33與第四間繞層23的長度相等，且均為初級繞組I長度的一半，第三間繞層33繞制在第一間繞層22上，第四間繞23繞制在第二間繞層32上，即第三間繞層33與第四間繞層23交叉繞制，使得，第一次級繞組2與第二次級繞組3產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢呈線性漸變，并可以實現(xiàn)交流偏置單向輸出電壓，比例輸出等要求。
[0055]實施例二
[0056]請參見圖11，作為另一個優(yōu)選實施例，本實施例未介紹的技術(shù)內(nèi)可與前面實施例中的相關(guān)內(nèi)容相同，漆包線由初級繞組Ia的端部繞制第一平繞層21a，第一平繞層21a的長度為初級繞組Ia長度的一半，漆包線由第一平繞層21a的末端反方向間繞至第一平繞層的始端，形成第一間繞層22a，將第一間繞層22a的末端抽出，用于下一步地接線，漆包線由初級繞組Ia的末端繞制余下的另一半，繞制成第二平繞層31a，第二平繞層31a與第一平繞層21a的繞制方向相反，漆包線由第二平繞層31a的末端反方向繞制第二間繞層32a，由第二間繞層32a的末端繞制在第一間繞層22a上形成第三間繞層33a，在第二間繞層32a上繞制第四間繞層23a，將第四間繞層23a的始端與第一間繞層22a的始端連接，完成第一次級繞組2a和第二次級繞組3a的繞線，根據(jù)實際需要，確定繞線層數(shù)，盡可能將平繞層置于內(nèi)層，松散的間繞層置于外層，總體的第一次級繞組2a與第二次級繞組3a形成階梯式漸變結(jié)構(gòu)，由于線圈密度漸變，次級繞組的輸出感應(yīng)電動勢與鐵芯4a位移量成線性遞增或遞減，降低零位殘余電壓，提高線性可變差動變壓器的電氣性能和溫度穩(wěn)定性。
[0057]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.線性可變差動傳感器，包括初級繞組、第一次級繞組、第二次級繞組、鐵芯和骨架，所述初級繞組繞設(shè)于所述骨架上，所述第一次級繞組、所述第二次級繞組分別繞設(shè)于所述初級繞組的外周，其特征在于:所述第一次級繞組包括依次繞制的第一平繞層、第一間繞層和第四間繞層，所述第二次級繞組包括依次繞制的第二平繞層，第二間繞層和第三間繞層，所述第一平繞層、所述第二平繞層繞設(shè)于所述初級繞組上并相對于所述初級繞組的中心對稱，第一間繞層繞設(shè)于所述第一平繞層上，第二間繞層繞設(shè)于所述第二平繞層上，所述第一間繞層與所述第二間繞層相對于所述初級繞組的中心對稱，第三間繞層繞設(shè)于所述第一間繞層上，所述第四間繞層繞設(shè)于所述第二間繞層上，所述第三間繞層與所述第四間繞層相對于所述初級繞組的中心對稱，所述初級繞組的外周包覆有第一絕緣層，所述第一平繞層與所述第一間繞層之間設(shè)有第二絕緣層，所述第一間繞層與所述第三間繞層之間設(shè)有第三絕緣層，所述第二平繞層與所述第二間繞層之間設(shè)有第四絕緣層，所述第二間繞層與所述第四間繞層之間設(shè)有第五絕緣層。
2.如權(quán)利要求1所述的線性可變差動傳感器，其特征在于:所述第一平繞層與所述第二平繞層的長度相等，且均為所述初級繞組長度的一半。
3.如權(quán)利要求1所述的線性可變差動傳感器，其特征在于:所述第一間繞層與所述第二間繞層的長度相等，且均為所述初級繞組長度的一半。
4.如權(quán)利要求1所述的線性可變差動傳感器，其特征在于:所述第三間繞層與所述第四間繞層的長度相等，且均為所述初級繞組長度的一半。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的線性可變差動傳感器，其特征在于:所述第一次級繞組的繞線密度沿繞制方向由密到疏漸變，所述第二次級繞組的繞線密度沿繞制方向由密到疏漸變。
6.如權(quán)利要求5所述的線性可變差動傳感器，其特征在于:所述骨架具有中空部，所述鐵芯可拆卸式穿設(shè)于所述中空部，所述骨架的兩端分別設(shè)有一凸臺，所述初級繞組、所述第一次級繞組和所述第二次級繞組均夾設(shè)于兩所述凸臺之間。
7.一種用于繞制如權(quán)利要求1至6中任一項所述的線性可變差動傳感器的方法，所述線性可變差動傳感器包括初級繞組，第一次級繞組、第二次級繞組、鐵芯和骨架，所述第一次級繞組與所述第二次級繞組反相，其特征在于:包括如下步驟: 將第一漆包線并繞在所述骨架上形成所述初級繞組，所述初級繞組的外周包覆有第一絕緣層； 將第二漆包線并繞在所述初級繞組上形成第一平繞層，其末端位于所述初級繞組的中心處，所述第一平繞層的外周包覆第二絕緣層，所述第二漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在所述第二絕緣層上形成第一間繞層，所述第一間繞層的外周包覆有第三絕緣層； 將第三漆包線并繞在所述初級繞組上形成第二平繞層，其末端在所述初級繞組的中心處，所述第二平繞層與所述第一平繞層相對于所述初級繞組的中心對稱且反相，所述第二平繞層的外周包覆有第四絕緣層，所述第三漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在所述第四絕緣層上形成第二間繞層，所述第一間繞層與所述第二間繞層相對于所述初級繞組的中心對稱且反相； 將所述第三漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在所述第三絕緣層上形成第三間繞層，所述第二間繞層的外周包覆有第五絕緣層，所述第二漆包線以繞線密度漸變方式繞設(shè)在所述第五絕緣層上形成第四間繞層，所述第三間繞層與所述第四間繞層相對于所述初級繞組的中心對稱且反相； 使所述第一平繞層的末端與所述第一間繞層的始端相連接，所述第一間繞層的末端與所述第四間繞層的始端相連接，形成所述第一次級繞組，所述第二平繞層的末端與所述第二間繞層的始端相連接，所述第二間繞層的末端與所述第三間繞層的始端相連接，形成所述第二次級繞組； 將所述初級繞組、所述第一次級繞組和所述第二次級繞組的線頭固定，采用膠條包裹所述初級繞組、所述第一次級繞組和所述第二次級繞組的外周，將棉線繞設(shè)在所述膠條的外周并綁緊。
8.如權(quán)利要求7所述的線性可變差動傳感器的繞制方法，其特征在于:所述第一平繞層與所述第二平繞層的始端均在所述初級繞組的中心處，所述第一平繞層與所述第二平繞層的長度相等，且均為所述初級繞組長度的一半。
9.如權(quán)利要求8所述的線性可變差動傳感器的繞制方法，其特征在于:所述第一平繞層的始端在所述初級繞組的始端，所述第二平繞層的始端在所述初級繞組的末端，所述第一平繞層與所述第二平繞層的長度相等，且均為所述初級繞組長度的一半。
【文檔編號】G01B7/02GK104465044SQ201310425211
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】石德皓, 張金健, 鐘金云 申請人:精量電子（深圳）有限公司