本發(fā)明屬于工程技術(shù)科學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種位移傳感器。

背景技術(shù)：

位移傳感器利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作，把被測物理位移量通過互感轉(zhuǎn)換為線圈的感應(yīng)電壓，從而實(shí)現(xiàn)位移測量。它在位移測量中的應(yīng)用已經(jīng)有幾十年的歷史，以其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于飛控系統(tǒng)和伺服作動(dòng)器的位移測量與反饋，雷達(dá)測控系統(tǒng)位移的測量等方面。

應(yīng)用于飛控系統(tǒng)和伺服機(jī)構(gòu)的位移傳感器，由于用于伺服作動(dòng)器位移測量與反饋，其可靠性直接影響伺服系統(tǒng)的性能及可靠性。隨著機(jī)載武器等型號(hào)工作的開展，產(chǎn)品耐溫、耐沖擊要求越來越高，安裝尺寸有限，亟需研發(fā)一種能滿足狹小的安裝空間要求及在寬溫度范圍環(huán)境下可靠工作，并滿足飛控系統(tǒng)和伺服作動(dòng)器高可靠性要求的新型高可靠位移傳感器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能滿足狹小的安裝空間要求，在寬溫度范圍環(huán)境下能可靠工作，并滿足飛控系統(tǒng)和伺服作動(dòng)器高可靠性要求的新型位移傳感器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：本發(fā)明提供了一種位移傳感器，鐵芯組件(1)、線圈組件(2)、端蓋(3)和殼體(4)和屏蔽套(5)，殼體(4)為中空結(jié)構(gòu)，端蓋(3)安裝于殼體(4)第一端，鐵芯組件(1)和線圈組件(2)同軸設(shè)置于殼體(4)內(nèi)腔，線圈組件(2)外包有屏蔽套(5)，鐵芯組件(1)為桿狀結(jié)構(gòu)，是位移輸入裝置，包括同軸設(shè)置的鐵芯(10)和拉桿(11)，鐵芯(10)的第二端和拉桿(11)的第一端通過螺紋固定連接，拉桿(11)的第二端連接動(dòng)力裝置，鐵芯(10)的第一端穿過端蓋(3)同軸設(shè)置于線圈組件(2)中，

其特征在于，包括膠墊(6)、襯套(8)，所述線圈組件(2)的第一端與端蓋(3)之間壓有膠墊(6)，所述線圈組件(2)另一端套有襯套(8)。

進(jìn)一步地，還包括法蘭盤(7)，所述法蘭盤(7)安裝于所述殼體(4)第二端，所述法蘭盤(7)將所述殼體(4)安裝于封閉空間內(nèi)，所述法蘭盤(7)為圓柱狀結(jié)構(gòu)，法蘭盤(7)均勻開有若干螺栓孔(15)，殼體(4)通過螺栓與法蘭盤(7)同軸安裝為一體，法蘭盤(7)的外端面處設(shè)有扇形的卡槽(16)，卡槽(16)上設(shè)有一個(gè)單向卡箍(17)，單向卡箍(17)用于固定線圈組件(2)的引出線。

進(jìn)一步地，在殼體(4)的第一端附近上設(shè)有減磨槽(9)，減磨槽(9)上安裝有減磨環(huán)。

進(jìn)一步地，減磨環(huán)采用聚四氟乙烯制作。

進(jìn)一步地，膠墊(6)采用高抗撕硅橡膠制作。

進(jìn)一步地，線圈組件(2)表面用無堿玻璃纖維帶纏繞，然后采用有機(jī)硅絕緣漆真空加壓浸漆一次，再普通浸漆一次的浸漆工藝，使整個(gè)線圈組件(2)成為一體。

進(jìn)一步地，線圈組件(2)包括骨架(12)，線圈組件(2)的骨架(12)選用聚酰亞胺模塑料。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：(1)采用法蘭盤7的懸臂梁安裝方式，即實(shí)現(xiàn)了與整機(jī)緊密結(jié)合，又有效地節(jié)省了安裝空間，增加了產(chǎn)品的可靠性；(2)減磨環(huán)的設(shè)置有效避免了位移傳感器與整機(jī)內(nèi)壁的直接接觸產(chǎn)生摩擦而造成的位移傳感器失效，實(shí)現(xiàn)了軟支撐，克服了懸臂梁結(jié)構(gòu)在振動(dòng)、沖擊力學(xué)環(huán)境下對(duì)測試精度的影響，提高其振動(dòng)工況下工作穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的可靠性；(3)采用的兩段式階剃纏繞法提高了位移傳感器的線性度，滿足了尺寸要求，提高了整機(jī)的反饋精度；(4)線圈組件2繞制后的處理和端蓋3施加的預(yù)緊力，保證在強(qiáng)振動(dòng)沖擊等惡劣條件下位移傳感器的整體可靠性；(5)骨架12、減磨環(huán)、膠墊6等非金屬材質(zhì)選用耐高低溫材料，保證了整機(jī)在寬溫度范圍環(huán)境下長期工作及貯存的要求；(5)法蘭盤7將所述殼體4安裝于封閉空間內(nèi)，使得傳感器抗淋雨、抗砂塵及三防能力得到大幅度提高。

附圖說明

圖1是一種位移傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是線圈組件兩段式纏繞法示意圖。

圖3是法蘭盤的測側(cè)視圖。

圖4是一種位移傳感器的整體外形示意圖。

圖中，1-鐵芯組件，2-線圈組件，3-端蓋，4-殼體，5-屏蔽套，6-膠墊，7-法蘭盤，8-襯套，9-減磨槽，10-貼芯，11-拉桿，12-骨架，13-初級(jí)線圈，14-次級(jí)線圈，15-螺栓孔，16-卡槽，17-單向卡箍

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

一種位移傳感器(以下簡稱位移傳感器)，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖4所示，包括鐵芯組件1、線圈組件2、端蓋3、殼體4、屏蔽套5、膠墊6、法蘭盤7、襯套8、減磨槽9。

位移傳感器的安裝方式為懸臂梁結(jié)構(gòu)；其中殼體4中空圓柱狀結(jié)構(gòu)，殼體4左端為的扁型圓柱狀結(jié)構(gòu)的法蘭盤7，殼體4與法蘭盤7為同軸一體式結(jié)構(gòu)，如圖3所示，在法蘭盤7的外端面引出線處設(shè)有扇形的卡槽16，并均勻開有若干螺栓孔15，用于插入螺栓將位移傳感器殼體與作動(dòng)器固定，卡槽16上設(shè)有一個(gè)單向卡箍17，用于將引出線引出和固定，同時(shí)也避免了引出線折斷等風(fēng)險(xiǎn)；殼體4右端為端蓋3，端蓋3與殼體4通過螺紋連接固定，將線圈組件2擠壓固定在殼體內(nèi)部，端蓋3中心開有圓孔，以通過鐵芯組件1；在殼體4的遠(yuǎn)離法蘭盤7端設(shè)有減磨槽9，通過減磨槽9上安裝聚四氟乙烯制作的減磨環(huán)，有效地避免了位移傳感器與整機(jī)內(nèi)壁的直接接觸產(chǎn)生摩擦而造成的位移傳感器失效，實(shí)現(xiàn)了軟支撐，克服了懸臂梁結(jié)構(gòu)在振動(dòng)、沖擊力學(xué)環(huán)境下對(duì)測試精度的影響，提高其振動(dòng)工況下工作穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的可靠性；位移傳感器的拉桿11通過關(guān)節(jié)軸承及其緊鎖螺母緊固在伺服作動(dòng)器活塞桿內(nèi)腔上，隨活塞桿進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，位移傳感器輸出經(jīng)變換器變換為與作動(dòng)器活塞桿的實(shí)際位移量相對(duì)應(yīng)的電壓值，并參與伺服閉環(huán)控制。

鐵芯組件1為的桿狀結(jié)構(gòu)，包括同軸安裝的鐵芯10和拉桿11兩部分，拉桿11左端設(shè)有1個(gè)開外螺紋的凸起安裝部位，鐵芯右端與拉桿11凸起安裝部位對(duì)應(yīng)部位開有和凸起安裝部位外徑相匹配并內(nèi)開螺紋的安裝孔，鐵芯10和拉桿11通過螺紋同軸連接固定，拉桿11右端連在伺服機(jī)構(gòu)的作動(dòng)器上，是位移輸入裝置。

本發(fā)明中，實(shí)際設(shè)計(jì)中，殼體4有175毫米，線圈組件2的長度是166.3毫米，其中繞線區(qū)域的長度是162毫米，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求長度。經(jīng)過磁路計(jì)算，位移傳感器現(xiàn)有繞制精度可達(dá)到2％左右。為了擴(kuò)大位移傳感器線性范圍，本發(fā)明的線圈組件2采用了兩段式階梯纏繞法，如圖2所示：在骨架12上從左到右均勻緊密排繞3～4層初級(jí)線圈13，分別在骨架12的左右兩端按階梯形分階排列繞制8～12層次級(jí)線圈14，左右兩端的繞法對(duì)稱；實(shí)際設(shè)計(jì)中，可用誤差法反推補(bǔ)償線圈的計(jì)算方法確定了階梯型繞制方案，同時(shí)模擬分析位移傳感器的磁場分布，優(yōu)化繞線參數(shù)，找出最佳補(bǔ)償線圈長度和寬度，使位移傳感器線性度指標(biāo)為0.4％左右，進(jìn)一步提高了整機(jī)的反饋精度，為機(jī)載型號(hào)的伺服控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了有力的支撐。

線圈組件2繞制完成后，表面用無堿玻璃纖維帶纏繞，然后采用有機(jī)硅絕緣漆真空加壓浸漆一次，再普通浸漆一次的浸漆工藝，使整個(gè)線圈組件2成為一體，一方面可以提高產(chǎn)品自身絕緣性能，另一方面提高產(chǎn)品抗力學(xué)環(huán)境性能力(耐久量值最高1.6g²/Hz，每個(gè)軸向32h)。

考慮到記載型號(hào)的低溫工作的環(huán)境特點(diǎn)，線圈組件2中的骨架12選用聚酰亞胺模塑料，材料本身具有優(yōu)越的耐高低溫性能，文獻(xiàn)報(bào)道其耐低溫至-200～+215℃。

在線圈組件2的右端面與端蓋3之間設(shè)有高抗撕硅橡膠制作的膠墊6，端蓋3通過施加1～1.3N的壓力擠壓該膠墊6。高抗撕硅橡膠高低溫性能好，可在-45～+215℃溫度范圍內(nèi)常年工作，硅橡膠其貯存壽命均超過10年。滿足了整機(jī)在寬溫度范圍環(huán)境下長期工作及貯存要求。

位移傳感器的裝配過程：先在骨架12上用兩段式階梯纏繞方式完成初級(jí)線圈13和次級(jí)線圈14的繞制，再對(duì)繞制后的線圈進(jìn)行無堿玻璃纖維帶纏繞、浸漆，是整個(gè)線圈組件2成為一體，再在線圈上下包上2個(gè)屏蔽套5后，將初級(jí)線圈13和次級(jí)線圈14的4根引出線引出，在左端套上襯套8，在襯套8上開有四個(gè)口用于穿過引出線且讓其互不干擾；將套好襯套8的線圈組件2插入殼體4的空腔并頂住空腔的左端面后，在線圈組件2的右端壓入膠墊6，再在膠墊6外旋入端蓋3，端蓋3與殼體2通過螺紋連接固定；將4根引出線固定在單向卡箍17之上；最后將鐵芯組件1的鐵芯10穿過端蓋3插入線圈組件2中。

上面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作了詳細(xì)說明，上述實(shí)施方式僅為本發(fā)明的最優(yōu)實(shí)施例，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。