專利名稱：絕對零位感應(yīng)同步器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及以采用電或磁的方法為特征的，用于物體移動時計(jì)量其長度，寬度或角度的計(jì)量傳感器，通常稱之為“感應(yīng)同步器”。
感應(yīng)同步器用于直線位移檢測時采用直線式結(jié)構(gòu)，它主要由定尺和滑尺等構(gòu)成，感應(yīng)同步器用于角度位移檢測時則采用旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，它主要由定子和轉(zhuǎn)子等構(gòu)成。不論是直線式的定尺和滑尺，或是旋轉(zhuǎn)式的定子和轉(zhuǎn)子，它們的結(jié)構(gòu)均由基板，絕緣層、平面繞組及表面保護(hù)層等構(gòu)成，平面繞組是在基板的絕緣層上具有相同形狀規(guī)則的連續(xù)的單極或多極化的平面導(dǎo)電線圈，對于定尺和滑尺而言，平面繞組在尺體的全長范圍里連續(xù)均布，如圖1所示，對于定子和轉(zhuǎn)子而言，平面繞組在園形或扇形基板上成輻射狀或扇狀連續(xù)均布，如圖2所示。相互耦合的定尺和滑尺(或定子和轉(zhuǎn)子)，其中某一平面繞組用交流電勵磁時，另一尺體中的平面繞組就將產(chǎn)生感應(yīng)電勢，該感應(yīng)電勢，將隨尺體耦合位置的移動(或轉(zhuǎn)動)而呈正弦函數(shù)變化，這種連續(xù)交替變化的正弦波信號經(jīng)過數(shù)顯表的處理，并采用增量式脈沖計(jì)數(shù)方法達(dá)到直線位移(或角度位移)精確測量的目的，平面繞組多極化結(jié)構(gòu)是為了均化平面繞組幾何形狀和位置誤差對測量精度的影響，以利于提高測量精確度。由于感應(yīng)同步器的測量精確度很高，重復(fù)測量精度也很高，且具有抗干擾能力強(qiáng)，受環(huán)境條件影響小、壽命長、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)，因而在航天、航空、機(jī)械制造、精密儀器、計(jì)量測試等領(lǐng)域得到廣泛使用。目前，感應(yīng)同步器已形成多系列品種，多結(jié)構(gòu)型式，規(guī)格繁多的市場商品，例如直線式感應(yīng)同步器就有標(biāo)準(zhǔn)型、窄型、帶型、小型及非標(biāo)準(zhǔn)型多種。旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器亦隨使用要求不同其結(jié)構(gòu)形狀也多種多樣。直線式感應(yīng)同步器的外形尺寸和精度分等已有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一規(guī)范生產(chǎn)和使用。但是，現(xiàn)有的感應(yīng)同步器因?yàn)槠淦矫胬@組是在同一平面上和尺體全程范圍里連續(xù)均布的平面導(dǎo)電線圈，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，相互耦合尺體間相對運(yùn)動而產(chǎn)生的正弦交變信號只隨耦合位移的變化而連續(xù)變化，卻沒有固定的起點(diǎn)或終點(diǎn)，當(dāng)停電信號消失或其它故障，則無法尋找原來的位置，當(dāng)采用增量脈沖計(jì)數(shù)方法測量位移值時則無法獲得計(jì)量測試的絕對坐標(biāo)尺寸，給使用帶來不便，其使用范圍也受到限制。
為了克服現(xiàn)有感應(yīng)同步器因結(jié)構(gòu)原因而導(dǎo)致的使用不便和缺陷，給感應(yīng)同步器設(shè)置絕對零位，即座標(biāo)參考原點(diǎn)是本實(shí)用新型的直接目的，但如果采用光電轉(zhuǎn)換、霍爾元件、接近開關(guān)等技術(shù)來設(shè)置絕對零位，則由于其結(jié)構(gòu)尺寸大，不能實(shí)現(xiàn)與原產(chǎn)品一體化，可靠性差、成本高。因此設(shè)計(jì)一種小型可靠且能與原產(chǎn)品一體化的絕對零位感應(yīng)同步器，則是本實(shí)用新型要解決的技術(shù)關(guān)鍵。
本實(shí)用新型根據(jù)感應(yīng)同步器的工作原理和原有結(jié)構(gòu)特征，在原有平面繞組的平行平面上或同一平面的相鄰位置上，設(shè)置一組或若干組特殊精密的附加平面繞組，且使附加平面繞組和原有平面繞組在其計(jì)量方向上保持某一特定不變的位置關(guān)系，對附加平面繞組用交流電勵磁，就能在感應(yīng)同步器尺體的某一固定位置獲得一定大小的電信號，對該電信號進(jìn)行放大、濾波、整形等一系列處理，從而建立起一個固定位置標(biāo)記，可作為感應(yīng)同步器增量計(jì)數(shù)的坐標(biāo)原點(diǎn)，這一點(diǎn)即為感應(yīng)同步器的絕對零點(diǎn)或絕對零位。
附加平面繞組可以設(shè)置在尺體的端部或中間任意位置，它在計(jì)量方向上的結(jié)構(gòu)長度(或弧度)一般比原來的平面繞組長度(或弧度)小得多，當(dāng)設(shè)置一個絕對零位時，附加平面繞組一般設(shè)置在尺體的端部或旋轉(zhuǎn)起始位置；設(shè)置多個絕對零位是為了使用時方便地選擇一個最合適的位置作為測量坐標(biāo)原點(diǎn)，這種位置相對可變的絕對零位是根據(jù)實(shí)用的需要而設(shè)置的。
附加平面繞組可以設(shè)置在原來平面繞組的上面或下面、或同一平面附近，它們和原來的平面繞組之間用絕緣層隔開，附加平面繞組的形狀規(guī)則和節(jié)距可以和原來的平面繞組完全相同，也可以采用形狀規(guī)則相同而節(jié)距不同；或形狀規(guī)則不同而節(jié)距相同；或形狀規(guī)則及節(jié)距均不相同的平面繞組。
本實(shí)用新型使感應(yīng)同步器的應(yīng)用產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的變化和顯著意義，結(jié)構(gòu)特征具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義1、本實(shí)用新型使感應(yīng)同步器原來的相對增量測量變成絕對增量測量，因而對測量結(jié)果可以實(shí)行誤差補(bǔ)償，使測量精度顯著提高。
2、本實(shí)用新型由于建立起絕對零點(diǎn)坐標(biāo)，擴(kuò)大了感應(yīng)同步器的適用范圍和使用價值，在數(shù)控機(jī)床、測量中心、自動控制中應(yīng)用，能完全保證運(yùn)動體自動返回原點(diǎn)。
3、本實(shí)用新型建立的絕對零位精度很高，重復(fù)精度可達(dá)±1μm并且穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)。
4、本實(shí)用新型采用附加平面繞組的結(jié)構(gòu)形式建立絕對零位，實(shí)現(xiàn)了與原產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的一體化，生產(chǎn)工藝簡便一致，有利于生產(chǎn)組織與管理，也利于降低生產(chǎn)成本。
5、本實(shí)用新型與昂貴的其它形式的絕對零位傳感器相比。具有優(yōu)良的性價比，成本低、使用方便，便于推廣，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
以下對

如下圖1是直線式感應(yīng)同步器單極平面繞組平面視圖，平面繞組D1－D2在尺體全長范圍A中呈矩形規(guī)則連續(xù)均布，尺寸B為基板寬度，A和B有標(biāo)準(zhǔn)型、窄型、小型組裝式等多種，均已形成標(biāo)準(zhǔn)系列，圖2是旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器單極平面繞組示圖，圖3是旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的多極平面繞組示圖。圖4是直線式或旋轉(zhuǎn)式感應(yīng)同步器的剖面視圖，圖中1是基板，2是絕緣層，3是平面繞組，4是保護(hù)層。平面繞組的形狀規(guī)則多以矩形為多。
以下結(jié)合本實(shí)用新型的實(shí)施例和附圖進(jìn)一步說明如下
圖5是直線式絕對零位感應(yīng)同步器的平面視圖，其中D1－D2為感應(yīng)同步器的原來平面繞組，J1－J2為絕對零位附加平面繞組，其長度a一般取10－70MM。寬度b一般與原平面繞組D1－D2的寬度相同。圖中附加平面繞組J1－J2成虛線，表示J1－J2位于D1－D2的下面，圖6是圖5通過J1－J2附加平面繞組的剖面視圖，顯示了各平面繞組的位置與結(jié)構(gòu)關(guān)系，圖中1是基板，2是絕緣層，3是絕緣層，4是感應(yīng)同步器原來平面繞組D1－D2。5是附加平面繞組J1－J2，6是表面保護(hù)層，圖7是附加平面繞組J1－J2位于原來平面繞組D1－D2上面的平面視圖，圖8是圖7通過J1－J2位置的剖面視圖，圖8中件號與圖6中件號對應(yīng)相同。圖9是本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)示圖，圖中D1－D2是原來的為矩形規(guī)則的單極平面繞組，J1－J2為相同矩形規(guī)則的單極附加平面繞組，J1－J2繞組一般在10°－45°范圍內(nèi)連續(xù)均布，圖10是本實(shí)用新型多極化旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)示圖，圖中S－S，C－C為原來的多極平面繞組，它們在全園周范圍內(nèi)相同均布，而絕對零位附加平面繞組JS－JS和JC－JC以相同的形狀規(guī)則相間分布，其分布范圍在10°－90°的扇形面積內(nèi)，圖9與圖10中所示的附加平面繞組J1－J2，和JS－JS、JC－JC均位于原來平面繞組的內(nèi)徑之內(nèi)的同一平面上；本實(shí)用新型的附加平面繞組形狀規(guī)則以矩形為多，這是因?yàn)榕c原來平面繞組形狀規(guī)則相同便于批量生產(chǎn)，降低成本。
權(quán)利要求1.一種由基板、絕緣層、平面繞組和保護(hù)層等構(gòu)成的絕對零位感應(yīng)同步器，本實(shí)用新型的特征是在原平面繞組同平面的相鄰近位置，或在平面繞組的上或下面有一組或若干組特殊精密的附加平面繞組，該附加平面繞組與原平面繞組在計(jì)量方向上保持特定不變的位置關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕對零位感應(yīng)同步器，其特征是附加平面繞組在其分布的范圍里連續(xù)均布，其形狀規(guī)則和節(jié)距與原平面繞組完全相同，或形狀規(guī)則相同而節(jié)距不同，或形狀規(guī)則不同而節(jié)距相同，或形狀規(guī)則和節(jié)距均不相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的絕對零位感應(yīng)同步器，其特征是附加平面繞組在直線位移計(jì)量方向上的分布范圍a一般為10～70mm，其寬度b一般與原平面繞組相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的絕對零位感應(yīng)同步器，其特征是附加平面繞組為單極型平面繞組，其在角度位移計(jì)量方向上的分布范圍一般為10°～45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的絕對零位感應(yīng)同步器，其特征是附加平面繞組是雙極型平面繞組，其在角度位移計(jì)量方向上的分布范圍一般為10°～90°。
專利摘要由基板、絕緣層、平面繞組和保護(hù)層等構(gòu)成的絕對零位感應(yīng)同步器，是在原平面繞組的上面或下面，或同平面的鄰近位置，設(shè)置一組或若干組特殊精密的附加平面繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)原理對附加平面繞組勵磁，則建立起感應(yīng)同步器的絕對坐標(biāo)參考標(biāo)記，即稱為絕對零位，這種絕對零位感應(yīng)同步器比采用光電元件、霍爾元件、接近開關(guān)等技術(shù)設(shè)置的絕對零位體積更小，更可靠，可實(shí)現(xiàn)與原感應(yīng)同步器結(jié)構(gòu)一體化，成本低，使用方便。
文檔編號G01B7/30GK2192026SQ9422791
公開日1995年3月15日 申請日期1994年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月25日
發(fā)明者孫國良, 張寧生 申請人:上海水平儀廠