本實(shí)用新型涉及一種新型的電磁感應(yīng)式位移傳感器,特別涉及但不限于一種用于測(cè)量物體位移的電磁感應(yīng)式位移傳感器。

背景技術(shù)：

位移傳感器通過(guò)把位移量轉(zhuǎn)換為電量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位移量的檢測(cè)。位移傳感器是新技術(shù)革命和信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)測(cè)試與自動(dòng)控制的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際工程應(yīng)用中，位移傳感器有著非常重要的作用。目前市面上為人們所常用的位移傳感器主要包括：

繞線電位器式位移傳感器

工作方式：繞線電位器由電阻絲繞制在絕緣骨架上，由電刷引出與滑動(dòng)點(diǎn)電阻對(duì)應(yīng)的輸入變化。電刷由待測(cè)量位移部分拖動(dòng)，輸出與位移成正比的電阻或電壓的變化。

缺陷：存在物理摩擦易損壞、精度低。

電阻應(yīng)變式位移傳感器

工作方式：電阻應(yīng)變式位移傳感器是以彈簧和懸臂梁串聯(lián)作為彈性元件，在矩形界面懸臂梁根部正反兩面貼四片應(yīng)變片，組成全橋電路，拉伸彈簧一端與測(cè)量桿連接，當(dāng)測(cè)量桿隨試件產(chǎn)生位移時(shí)，帶動(dòng)彈簧使懸臂梁根部發(fā)生彎曲，彎曲所產(chǎn)生的應(yīng)變與測(cè)量桿的位移成線性關(guān)系。

缺陷：位移測(cè)量范圍小、精度低。

電容式位移傳感器

工作方式：電容式位移傳感器是以理想的平板電容為基礎(chǔ)，兩個(gè)平行極板由傳感器測(cè)頭和被測(cè)物體表面構(gòu)成,基于運(yùn)算放大器測(cè)量電路原理,當(dāng)恒定頻率的正弦激勵(lì)電流通過(guò)傳感器電容時(shí),傳感器上產(chǎn)生的電壓幅值與電容極板間隙成比例關(guān)系。

缺陷：電容式傳感器存在寄生電容和分布電容，導(dǎo)致位移測(cè)量范圍小、精度低、存在非線性誤差。

霍爾式位移傳感器

工作方式：霍爾位移傳感器主要由兩個(gè)半環(huán)形磁鋼組成的梯度磁場(chǎng)和位于磁場(chǎng)中心的鍺材料半導(dǎo)體霍爾片(敏感元件)裝置構(gòu)成。當(dāng)霍爾元件通過(guò)恒定電流時(shí),在其垂直于磁場(chǎng)和電流的方向上就有霍爾電勢(shì)輸出?；魻栐谔荻却艌?chǎng)中上、下移動(dòng)時(shí),輸出的霍爾電勢(shì)V取決于其在磁場(chǎng)中的位移量x。測(cè)得霍爾電勢(shì)的大小便可獲知霍爾元件的靜位移。

缺陷：信號(hào)隨溫度變化、位移測(cè)量范圍小。

LVDT位移傳感器

工作方式：LVDT是線性可變差動(dòng)變壓器的縮寫(xiě)，屬于直線位移傳感器，由鐵芯、銜鐵、初級(jí)線圈、次級(jí)線圈組成，當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)，兩個(gè)次級(jí)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，這樣輸出電壓為0；當(dāng)銜鐵在線圈內(nèi)部移動(dòng)并偏離中心位置時(shí)，兩個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不等，有電壓輸出，其電壓大小取決于位移量的大小。

缺陷：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、無(wú)法測(cè)量非線性位移。

以上方案在精度、可靠性、位移測(cè)量范圍和測(cè)量非線性位移等方面均有不同程度的缺陷。因此，市場(chǎng)如今迫切需要一種新的位移傳感器，來(lái)克服現(xiàn)在方案所存在的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型目的在于提供一種解決上述方案在傳感器易損壞、信號(hào)分辨率、輸出形式和安裝方式等方面缺陷的位移傳感器。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種位移傳感器，包括：固定模塊，在所述固定模塊上設(shè)有激勵(lì)線圈及接收線圈；其中所述激勵(lì)線圈用于通過(guò)高頻周期性交流電壓和電流，在所述固定模塊區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)；所述接收線圈設(shè)置在所述激勵(lì)線圈產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；移動(dòng)模塊，所述移動(dòng)模塊用于影響激所述激勵(lì)線圈和所述接收線圈之間的電磁耦合強(qiáng)度；處理電路，所述處理電路與所述固定模塊連接，所述處理電路處理從所述接收線圈上得到的電壓信號(hào)輸出物體位移信號(hào)。

優(yōu)選地，所述移動(dòng)模塊包括金屬塊、金屬片或載具以及設(shè)置在所述載具上的導(dǎo)電件。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電件為金屬、同心閉合矩形金屬導(dǎo)線、閉合螺旋形金屬導(dǎo)線、閉合多圈金屬導(dǎo)線或矩形導(dǎo)電膠。

優(yōu)選地，所述移動(dòng)模塊的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。

優(yōu)選地，所述激勵(lì)線圈由一匝或多匝沿所述移動(dòng)模塊位移路徑的方向上繞制的金屬導(dǎo)線串聯(lián)構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述接收線圈由一個(gè)或多個(gè)接收單元組成。

優(yōu)選地，所述接收單元包括一個(gè)或多個(gè)周期的類(lèi)正弦形、菱形、三角形或螺旋形圖形。

優(yōu)選地，所述處理電路至少包括振蕩電路和信號(hào)計(jì)算電路；其中所述振蕩電路配合所述激勵(lì)線圈產(chǎn)生高頻周期性交流電壓和電流，所述信號(hào)計(jì)算電路用于處理接收線圈的耦合信號(hào)并輸出正交AB、線性模擬輸出、PWM或正余弦信號(hào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1)提高信號(hào)精度，固定模塊上的接收線圈具有1個(gè)或多個(gè)周期性重復(fù)的特定幾何圖形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其幾何圖形包括類(lèi)正弦形、菱形、三角形、矩形和螺旋形。接收線圈重復(fù)周期越小，在物體位移范圍內(nèi)得到的接收信號(hào)數(shù)量越多，輸出信號(hào)的分辨率越高，這樣做可以提高編碼信號(hào)精度，同時(shí)加快處理電路計(jì)算速度。

2)可靠性，固定模塊和移動(dòng)模塊之間沒(méi)有物理接觸，不會(huì)產(chǎn)生任何摩擦，避免了物料的損耗。同時(shí)，移動(dòng)模塊采用機(jī)械強(qiáng)度高的材料(如金屬)，在移動(dòng)速度過(guò)快的情況下因其本身材料的堅(jiān)固也不會(huì)發(fā)生變形、碎裂的情況。

3)位移測(cè)量范圍，本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其位移測(cè)量范圍可以從微米級(jí)擴(kuò)展到10米甚至更遠(yuǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他類(lèi)型位移傳感器的測(cè)量范圍，且其精度不受位移距離長(zhǎng)短的影響。

4)測(cè)量非線性位移，本實(shí)用新型所涉及的電磁感應(yīng)式位移傳感器不僅可以適用于直線位移，也可以通過(guò)改變移動(dòng)模塊和固定模塊的圖形來(lái)應(yīng)用于非線性位移。靈活的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)保證了本實(shí)用新型所涉及的電磁感應(yīng)式位移傳感器可以滿足客戶不同應(yīng)用的需求。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。

圖1為本實(shí)用新型位移傳感器使用示意圖；

圖2a為本實(shí)用新型位移傳感器移動(dòng)模塊實(shí)例一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2b為本實(shí)用新型位移傳感器移動(dòng)模塊實(shí)例二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2c為本實(shí)用新型位移傳感器移動(dòng)模塊實(shí)例三結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2d為本實(shí)用新型位移傳感器移動(dòng)模塊實(shí)例四結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2e為本實(shí)用新型位移傳感器移動(dòng)模塊實(shí)例五結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2f為本實(shí)用新型位移傳感器移動(dòng)模塊實(shí)例六結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2g為本實(shí)用新型位移傳感器移動(dòng)模塊實(shí)例七結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3a為本實(shí)用新型位移傳感器激勵(lì)線圈實(shí)例一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3b為本實(shí)用新型位移傳感器激勵(lì)線圈實(shí)例二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3c為本實(shí)用新型位移傳感器激勵(lì)線圈實(shí)例三結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a為本實(shí)用新型位移傳感器接收線圈實(shí)例一結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4b為本實(shí)用新型位移傳感器接收線圈實(shí)例二結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4c為本實(shí)用新型位移傳感器接收線圈實(shí)例三結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4d為本實(shí)用新型位移傳感器接收線圈實(shí)例四結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4e為本實(shí)用新型位移傳感器接收線圈實(shí)例五結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為接收線圈實(shí)例五使用示意圖；

圖6為本實(shí)用新型位移傳感器處理電路流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但不以任何形式限制本實(shí)用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。

根據(jù)圖1所示，這是一個(gè)常用的直線位移傳感器，移動(dòng)模塊1位于固定模塊2上方，可以沿被檢測(cè)方向(圖1中為直線方向)前后移動(dòng)。固定模塊2上包括一匝或多匝通有高頻周期性交流電壓的激勵(lì)線圈4和N個(gè)具有1個(gè)或多個(gè)周期性重復(fù)的特定幾何圖形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的接收線圈5。激勵(lì)線圈4和接收線圈5通過(guò)通孔連接到處理電路3上。

根據(jù)圖1所示，本實(shí)用新型所涉及的電磁感應(yīng)式位移傳感器為非接觸式位移傳感器，其固定模塊和移動(dòng)模塊之間沒(méi)有物理接觸，不會(huì)產(chǎn)生任何摩擦，避免了物料的損耗。

本實(shí)用新型所涉及的電磁感應(yīng)式位移傳感器可以適用于直線位移，也可以通過(guò)改變移動(dòng)模塊和固定模塊的圖形來(lái)應(yīng)用于非線性位移。靈活的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)保證了本實(shí)用新型所涉及的電磁感應(yīng)式位移傳感器可以滿足客戶不同應(yīng)用的需求。

圖2為本實(shí)用新型所述的移動(dòng)模塊實(shí)例圖。

圖2a-2g展示了移動(dòng)模塊多種實(shí)現(xiàn)方式及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

圖2a-2b為電磁感應(yīng)材料(例如金屬)制作而成的具有1個(gè)或多個(gè)周期性重復(fù)的特定圖形金屬片(塊),其圖形包括矩形、彎曲四邊形或閉合螺旋形。

如圖2a所示，移動(dòng)模塊為由金屬制作而成的矩形圖案片6。

如圖2b所示，移動(dòng)模塊為由金屬制作而成的彎曲四邊形圖案塊7，該圖形左右兩側(cè)平整，上下兩側(cè)向內(nèi)彎曲。

圖2c-2f為電磁感應(yīng)材料(例如導(dǎo)電膠)構(gòu)成的具有1個(gè)或多個(gè)周期性重復(fù)的特定幾何圖形覆蓋于非電磁感應(yīng)材料(例如絕緣材料)制作的載具上,其圖形包括矩形、彎曲四邊形或閉合螺旋形。

如圖2c所示，移動(dòng)模塊將一塊矩形導(dǎo)電膠9均勻覆蓋于絕緣材料載具8的正反面上。

如圖2d所示，移動(dòng)模塊將相距特定距離的矩形導(dǎo)電膠11和矩形導(dǎo)電膠12均勻覆蓋于絕緣材料載具10上。

如圖2e所示，移動(dòng)模塊將多圈同心閉合矩形金屬導(dǎo)線14均勻覆蓋于絕緣材料載具 13上。

如圖2f所示，移動(dòng)模塊將一條閉合金屬導(dǎo)線16均勻覆蓋于絕緣材料載具15上，該金屬導(dǎo)線內(nèi)部呈螺旋狀擺放。

圖2e為電磁感應(yīng)材料(例如金屬)制作的導(dǎo)線纏繞于非電磁感應(yīng)材料(例如絕緣材料)制作的具有1個(gè)或多個(gè)周期性重復(fù)的特定幾何圖形載具上,其圖形包括矩形、彎曲四邊形或閉合螺旋形。

如圖2g所示，移動(dòng)模塊將多圈金屬導(dǎo)線18纏繞于一塊絕緣材料載具17上，該絕緣材料形狀根據(jù)物體位移路線定制。

本實(shí)用新型所涉及的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其移動(dòng)模塊的外形輪廓一般為矩形，如圖2a、2c、2d、2e和2f，也可以采用如圖2b的彎曲四邊形圖案，其均適用于直線位移傳感器。如果物體運(yùn)動(dòng)路線非線性，則可以采用如圖2f的彎曲四邊形圖案移動(dòng)模塊，其外形同物體運(yùn)動(dòng)路徑方向相同。

本實(shí)用新型所涉及的組成移動(dòng)模塊的電磁感應(yīng)材料和非電磁感應(yīng)材料一般采用機(jī)械強(qiáng)度高的材料，因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中，當(dāng)移動(dòng)模塊移動(dòng)過(guò)快的情況下容易造成普通材料 (如印刷電路板)發(fā)生變形、碎裂等情況，造成對(duì)傳感器本身的損壞。而采用機(jī)械強(qiáng)度高的材料(如金屬)可以使移動(dòng)模塊在轉(zhuǎn)速過(guò)快的情況下因其本身材料的堅(jiān)固不會(huì)發(fā)生變形、碎裂的情況。但如果只是將印刷電路板材料換成實(shí)心金屬材料，雖然能加強(qiáng)傳感器機(jī)械強(qiáng)度，但是在實(shí)心金屬上產(chǎn)生的渦流場(chǎng)對(duì)接收線圈的影響不均勻，會(huì)導(dǎo)致接感應(yīng)圈上的電壓信號(hào)曲線受到影響，降低輸出信號(hào)的精度。所以本實(shí)用新型將普通材料換成機(jī)械強(qiáng)度高的材料(如金屬)的同時(shí)，對(duì)其形狀進(jìn)行修改(如閉合金屬導(dǎo)線)，使得最終成形的移動(dòng)模塊上的幾何圖形和接收線圈的幾何圖形相似，移動(dòng)模塊產(chǎn)生的渦流場(chǎng)將均勻影響接收線圈，使接收線圈上的電壓信號(hào)保持穩(wěn)定，提高輸出信號(hào)的精度。

本實(shí)用新型所涉及的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其移動(dòng)模塊受到激勵(lì)線圈交變電磁場(chǎng)的影響而產(chǎn)生渦流場(chǎng)，從而削弱激勵(lì)線圈上的電磁場(chǎng)。由于移動(dòng)模塊的特定幾何形狀，渦流場(chǎng)沿特定路線，即圓周方向改變激勵(lì)電磁場(chǎng)。不均勻的激勵(lì)電磁場(chǎng)將導(dǎo)致接收線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化，且其變化根據(jù)移動(dòng)模塊與接收線圈的相對(duì)物理位置而不同。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其激勵(lì)線圈位于固定模塊上，由1匝或者多匝金屬導(dǎo)線繞制的圖案而成，圖案一般為矩形、彎曲四邊形，也可以根據(jù)應(yīng)用改變形狀。圖3a為激勵(lì)線圈實(shí)例一示意圖。

如圖3a所示，激勵(lì)線圈可以放在接收線圈的外圈。激勵(lì)線圈21由3匝矩形金屬導(dǎo)線串聯(lián)而成，放置在接收線圈19和接收線圈20外側(cè)，激勵(lì)線圈21通過(guò)通孔21-1和21-2 連接到處理電路3上。

圖3b為激勵(lì)線圈實(shí)例二示意圖。

如圖3b所示，如果安裝空間受到限制，可以將激勵(lì)線圈平行放置于接收線圈底下來(lái)節(jié)省固定模塊的面積。激勵(lì)線圈22由3匝矩形圖形金屬導(dǎo)線繞制而成，平行放置在接收線圈19和接收線圈20底下，激勵(lì)線圈22通過(guò)通孔21-1和21-2連接到處理電路3 上。

圖3c為激勵(lì)線圈實(shí)例三示意圖。

如圖3c所示，如果被檢測(cè)路徑為非線性曲線，可以將激勵(lì)線圈的形狀繪制成同被檢測(cè)路徑圖形一致。激勵(lì)線圈23由2匝彎曲四邊形金屬導(dǎo)線串聯(lián)而成，放置在接收線圈19和接收線圈20外側(cè)，激勵(lì)線圈23通過(guò)通孔23-1和23-2連接到處理電路3上。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其激勵(lì)線圈與處理電路相連接，用于通過(guò)高頻周期性交流電壓和電流，在固定模塊區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生交變電磁場(chǎng)。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其接收線圈位于固定模塊上，接收線圈包括1個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的接收線圈,接收線圈相互之間保持特定的相位差距離。每個(gè)接收線圈具有1個(gè)或多個(gè)周期性重復(fù)的特定幾何圖形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其幾何圖形包括類(lèi)正弦形、菱形、三角形或螺旋形。

圖4a為接收線圈實(shí)例一示意圖。

如圖4a所示，固定模塊上包括2個(gè)接收線圈25和接收線圈26，其放置在激勵(lì)線圈 24內(nèi)側(cè)。2個(gè)接收線圈之間保持特定的相位差距離。每個(gè)接收線圈沿位移路徑方向繞制 3個(gè)菱形閉合金屬導(dǎo)線。接收線圈25通過(guò)通孔25-1和25-2接入處理電路3，形成閉合回路。接收線圈26通過(guò)通孔26-1和26-2接入處理電路3，形成閉合回路。采用上述接收線圈可以在特定測(cè)量范圍內(nèi)得到2組相互之間存在特定距離相位差的接收信號(hào)。

圖4b為接收線圈實(shí)例二示意圖。

如圖4b所示，固定模塊上包括3個(gè)接收線圈27、接收線圈28和接收線圈29，其放置在激勵(lì)線圈24內(nèi)側(cè)。3個(gè)接收線圈之間保持特定的相位距離差。每個(gè)接收線圈沿位移路徑方向繞制2個(gè)三角形閉合金屬導(dǎo)線。接收線圈27通過(guò)通孔27-1和27-2接入處理電路3，形成閉合回路。接收線圈28通過(guò)通孔28-1和28-2接入處理電路3，形成閉合回路。接收線圈29通過(guò)通孔29-1和29-2接入處理電路3，形成閉合回路。采用上述接收線圈可以在特定測(cè)量范圍內(nèi)得到3組相互之間存在特定距離相位差的接收信號(hào)。

圖4c為接收線圈實(shí)例三示意圖。

如圖4c所示，固定模塊上包括2個(gè)接收線圈30和接收線圈31，其放置在激勵(lì)線圈 24內(nèi)側(cè)。2個(gè)接收線圈之間保持特定的相位距離差。每個(gè)接收線圈沿位移路徑方向繞制 2個(gè)類(lèi)正弦形閉合金屬導(dǎo)線。接收線圈30通過(guò)通孔30-1和30-2接入處理電路3，形成閉合回路。接收線圈31通過(guò)通孔31-1和31-2接入處理電路3，形成閉合回路。采用上述接收線圈可以在特定測(cè)量范圍內(nèi)得到2組相互之間存在特定距離相位差的接收信號(hào)。

圖4d為接收線圈實(shí)例四示意圖。

如圖4d所示，固定模塊上包括1個(gè)接收線圈32，其放置在激勵(lì)線圈24內(nèi)側(cè)。接收線圈32沿位移路徑方向繞制2個(gè)矩形螺旋形閉合金屬導(dǎo)線。接收線圈32通過(guò)通孔32-1 和32-2接入處理電路3，形成閉合回路。采用上述接收線圈可以在特定周期范圍內(nèi)得到 1組相互之間存在特定距離相位差的接收信號(hào)。

圖4e為接收線圈實(shí)例五示意圖。

如圖4e所示，固定模塊上包括兩組接收線圈，實(shí)線所示接收線圈為圖4a所示實(shí)例一的接收線圈25和接收線圈26，虛線所示接收線圈為接收線圈33和接收線圈34。接收線圈33和接收線圈34平行放置于接收線圈25和接收線圈26下側(cè)。兩組接收線圈均放置在激勵(lì)線圈24內(nèi)側(cè)。接收線圈33和接收線圈34分別沿位移路徑方向繞制2個(gè)菱形閉合金屬導(dǎo)線。接收線圈33和接收線圈34之間保持特定的相位距離差。接收線圈33 通過(guò)通孔33-1和33-2接入處理電路3，形成閉合回路。接收線圈34通過(guò)通孔34-1和 34-2接入處理電路3，形成閉合回路。采用上述接收線圈可以在特定測(cè)量范圍內(nèi)得到4 組接收信號(hào)，其中，接收線圈25和接收線圈26上的接收信號(hào)為細(xì)調(diào)接收信號(hào)；接收線圈33和接收線圈34上的接收信號(hào)為粗調(diào)接收信號(hào)。

圖5為接收線圈實(shí)例五應(yīng)用圖。

如圖5所示，移動(dòng)模塊1a位于固定模塊2的上側(cè)，移動(dòng)模塊1b位于固定模塊2的下側(cè)。固定模塊2上包括2組接收線圈。實(shí)線所示接收線圈為接收線圈25和接收線圈 26，虛線所示接收線圈為接收線圈33和接收線圈34。2組接收線圈均放置于激勵(lì)線圈 24內(nèi)側(cè)。當(dāng)移動(dòng)模塊1a沿位移路徑發(fā)生位置變化時(shí)，會(huì)在接收線圈25和接收線圈26 上產(chǎn)生一組周期性變化的電壓曲線信號(hào)，其為細(xì)調(diào)接收信號(hào)；當(dāng)移動(dòng)模塊1b沿位移路徑發(fā)生位置變化時(shí)，會(huì)在接收線圈33和接收線圈34上產(chǎn)生一組周期性變化的電壓曲線信號(hào)，其為粗調(diào)接收信號(hào)。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其接收線圈位于激勵(lì)線圈產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，通過(guò)閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，會(huì)在閉合線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。因此，接收線圈上將產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，然后輸入處理電路進(jìn)行計(jì)算。

為了方便信號(hào)檢測(cè)和計(jì)算，固定模塊上繪制的幾何圖形及重復(fù)周期一般與接收線圈的幾何圖形及重復(fù)周期保持一致，但實(shí)際應(yīng)用中也可以不同。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其固定模塊上的接收線圈具有1個(gè)或多個(gè)周期性重復(fù)的特定幾何圖形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其幾何圖形包括類(lèi)正弦形、菱形、三角形或螺旋形。接收線圈重復(fù)周期越小，在物體位移范圍內(nèi)得到的接收信號(hào)數(shù)量越多，輸出信號(hào)的分辨率越高，這樣做可以提高編碼信號(hào)精度，同時(shí)加快處理電路計(jì)算速度。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其固定模塊上可以同時(shí)包含2組或多組不同周期、不同幾何形狀的接收線圈。若固定模塊包含2組或多組不同周期、不同幾何形狀的接收線圈時(shí)，可以配合1個(gè)移動(dòng)模塊，也可以配合多個(gè)周期、幾何形狀相同或者不同的移動(dòng)模塊。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其位移測(cè)量范圍可以從微米級(jí)擴(kuò)展到10 米甚至更遠(yuǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他類(lèi)型位移傳感器的測(cè)量范圍，且其精度不受位移距離長(zhǎng)短的影響。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其接收線圈和激勵(lì)線圈被放置在一塊非電磁感應(yīng)材料板上，如印刷電路板(PCB)。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式編碼器，其處理電路可以放置在非電磁感應(yīng)材料板上，也可以放在其他地方。處理電路可以是由分立器件構(gòu)建的外圍電路，也可以是一顆ASIC 專用處理芯片。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式編碼器，其內(nèi)部包括一個(gè)振蕩電路和信號(hào)處理電路。

本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式編碼器，其振蕩電路用于產(chǎn)生配合激勵(lì)線圈產(chǎn)生高頻周期性交流電壓和電流。

如圖6所示，本實(shí)用新型所述的電磁感應(yīng)式位移傳感器，其信號(hào)處理電路用于處理接收線圈上產(chǎn)生的電壓信號(hào)，通過(guò)解調(diào)、運(yùn)放和其他計(jì)算模塊處理后，最終輸出正交AB、線性模擬輸出、PWM或正余弦信號(hào)。

基于上述電磁感應(yīng)式位移傳感器架構(gòu)，其測(cè)量物體位移方式及特點(diǎn)如下：

1)當(dāng)電源給電磁感應(yīng)式位移傳感器通電后，處理電路配合激勵(lì)線圈產(chǎn)生高頻周期性交流電壓和電流，流過(guò)激勵(lì)線圈的交變電流將在固定模塊區(qū)域內(nèi)形成交變電磁場(chǎng)。

2)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，通過(guò)閉合線圈的磁通量發(fā)生變化，會(huì)在閉合線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)激勵(lì)線圈上產(chǎn)生的交變電磁場(chǎng)穿過(guò)閉合接收線圈時(shí)，由于通過(guò)閉合接收線圈的磁通量發(fā)生交變，在每個(gè)接收線圈上產(chǎn)生頻率相同的交變感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

3)移動(dòng)模塊用于影響激勵(lì)線圈和接收線圈之間的耦合關(guān)系，當(dāng)移動(dòng)模塊移動(dòng)時(shí)，激勵(lì)線圈的交變電磁場(chǎng)使得移動(dòng)模塊產(chǎn)生渦流場(chǎng)，從而削弱激勵(lì)線圈的電磁場(chǎng)。不均勻的電磁場(chǎng)將導(dǎo)致接收線圈上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化。當(dāng)移動(dòng)模塊與固定模塊的位置發(fā)生相對(duì)變化時(shí)，在接收線圈上得到N組周期性變化的電壓信號(hào)曲線，通過(guò)處理電路計(jì)算后輸出正交AB、線性模擬輸出、PWM或正余弦信號(hào)。

以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。