一種高靈敏度lvdt設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用該方法的繞線工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用該方法的繞線工藝，方法步驟如下：步驟一：L長(zhǎng)線圈被分成m段，每段長(zhǎng)為amm，每段匝數(shù)為ak，即a1、a2、a3……ak呈等差級(jí)數(shù)排列；步驟二：根據(jù)線圈長(zhǎng)度確定排布方式；步驟三：a＝3mm，間距0.072mm，最多只能繞41.6圈，首項(xiàng)a1＝7，m＝24，公差d＝13.888，分八大部分，每部分3項(xiàng)，組成項(xiàng)數(shù)為30的等差級(jí)數(shù)；工藝步驟如下：初級(jí)繞線、次級(jí)繞線、次級(jí)Ⅱ繞線、次級(jí)Ⅰ繞線。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了將4000圈按照等差級(jí)數(shù)排列，可以設(shè)計(jì)出高達(dá)1V/mm的高靈敏度LVDT，設(shè)計(jì)的繞線空間大于標(biāo)稱線徑，不會(huì)造成重疊、磁場(chǎng)干擾的情況，符合用戶的使用需求。
【專利說明】
一種高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用該方法的繞線工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及位移傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用該 方法的繞線工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 國(guó)內(nèi)外所有的LVDT，還沒有行程大于±7.5mm、靈敏度大于100mv/v/mm、梯度為 0.75V/mm的產(chǎn)品。但是航空航天上需要行程± 8mm，在激勵(lì)電壓7V時(shí)輸出電壓±6V的LVDT， 其靈敏度S = 6V/8mm*7V= 107. lmm/V/mm，即梯度為0.75V/mm。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)是初級(jí)平繞，次級(jí)按等差級(jí)數(shù)排列，次級(jí)總?cè)?shù)相當(dāng)于平繞兩層，若L = 72mm范圍，繞線間距為0.072mm，平繞兩層共2000圈，只能做梯度為0.35V/mm產(chǎn)品，要設(shè)計(jì)高 靈敏度產(chǎn)品，次級(jí)線圈圈數(shù)要比原來圈數(shù)增加一倍以上，則繞線間距為〇.〇36mm以下，即使 用48#漆包線能繞制成功，次級(jí)電阻也太大，每組次級(jí)電阻達(dá)2140 Ω，次級(jí)輸出阻抗為5136 Ω大于2K Ω技術(shù)指標(biāo)，無法設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提出一種高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法及應(yīng) 用該方法的繞線工藝。
[0005] -種高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法，所述方法步驟如下：
[0006] 步驟一:L長(zhǎng)線圈被分成m段，每段長(zhǎng)為amm，每段匝數(shù)為ak，即ai、a 2、a3……ak呈等差 級(jí)數(shù)排列；
[0007] 步驟二:根據(jù)線圈長(zhǎng)度確定排布方式，排布方式如下：
[0008] (1)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為0~L/8mm時(shí)，間繞一層可以排列；
[0009] (2)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為L(zhǎng)/8~L/4mm時(shí)，繞二層才可以排列，即第一層密繞，再加上一層 間繞；
[0010] ⑶當(dāng)線圈長(zhǎng)度為L(zhǎng)/4~3/8Lmm時(shí)，繞三層才可以排列，即兩層密繞，加一層間繞；
[0011] (4)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為3/8L~L/2mm時(shí)，繞四層才可以排列，即三層密繞，加一層間繞；
[0012] (5)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為1/2L~5/8Lmm時(shí)，繞五層才可以排列，即四層密繞，加一層間繞；
[0013] (6)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為5/8L~3/4Lmm時(shí)，繞六層才可以排列，即五層密繞，加一層間繞；
[0014] (7)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為3/4L~7/8Lmm時(shí)，繞七層才可以排列，即六層密繞，加一層間繞；
[0015] (8)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為7/8Lmm~Lmm時(shí)，繞八層才可以排列，即七層密繞，加一層間繞；
[0016] 步驟三:a = 3mm，間距0 · 072mm，最多只能密繞41 · 6圈，首項(xiàng)ai = 7，m=24,公差d = 13.888，分八大部分，每部分3項(xiàng)，組成項(xiàng)數(shù)為30的等差級(jí)數(shù)；
[0017]所述等差級(jí)數(shù)排列為：
[0018] 第一層:包括ai、a2、a3,圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為7、20.8、34.7;
[0019] 第二層：包括&4、&5、&6，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為48.6、62.5、73.4;
[0020] 第三層：包括a7、a8、a9，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為76 ·4、90·3、104·2;
[0021 ] 第四層:包括awan、a12，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為118、131 · 9、145 · 8;
[0022]第五層:包括 a13、ai4、a15，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為 159 ·7、173·6、187·5;
[0023] 第六層:包括a16、an、a18，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為201.4、215.3、229.2;
[0024]第七層：包括 a19、a2〇、a21，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為 243 · 1、256 · 9、270 · 8;
[0025]第八層：包括 a22、a23、a24，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為 284 ·7、298·6、312·5;
[0026] -種應(yīng)用所述的高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法的繞線工藝，所述工藝步驟如下：
[0027]第一步:初級(jí)繞線：
[0028] 35#SPT漆包線，標(biāo)稱線徑0.156mm，密繞三層，每層450圈，間距為0.16mm;
[0029] 第二步:次級(jí)繞線：
[0030]采用42#SPT漆包線，標(biāo)稱線徑0.071mm，繞線從中點(diǎn)即36mm處開始，次級(jí)I向右密繞 四層，每層500圈，間距為0.072mm;
[0031] 第5層為密繞375圈，間距為0.072mm，間繞A;
[0032] 第6層間繞A，密繞250圈，間距為0.072mm;
[0033] 第7層為間繞A，密繞125圈；
[0034] 第8層為間繞A，拉出一根引出線，與左半邊第9層開始線在外部連接；
[0035] 第三步:次級(jí)Π 繞線：
[0036] 次級(jí)Π 從中點(diǎn)向左密繞四層，每層500圈，間距0.072mm;
[0037] 第5層為密繞375圈，間距為0.072mm，間繞B;
[0038] 第6層間繞B，接著密繞250圈，間距為0.072mm;
[0039] 第7層為間繞B，密繞125圈；
[0040] 第8層為間繞B接下去繞右半邊第9層，密繞375圈，間距為0.072mm，間繞B，第10層 間繞B，密繞250圈，間距為0.072mm，第11層密繞125圈，間繞B，第12層間繞B結(jié)束為次級(jí)Π 尾；
[0041]第四步:次級(jí)I繞線：
[0042]左半邊從第9層中點(diǎn)開始，向左密繞375圈，間距為0.072mm，間繞A;
[0043] 第10層間繞A，密繞250圈，間距為0.072mm;
[0044] 第11層密繞125圈，間繞A;
[0045] 第12層間繞A結(jié)束為次級(jí)I尾；
[0046] 這樣左半邊第9、10、11、12層與右半邊第1、2、3、4、5、6、7、8、層組成次級(jí)1整個(gè)線 圈。
[0047]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明方法步驟安排合理，實(shí)現(xiàn)了將4000圈按照等差級(jí)數(shù) 排列，按照本發(fā)明的技術(shù)方案可以設(shè)計(jì)出高達(dá)lV/mm的高靈敏度LVDT，工藝制定合理，設(shè)計(jì) 的繞線空間大于標(biāo)稱線徑，不會(huì)造成重疊、磁場(chǎng)干擾的情況，符合用戶的使用需求。
【附圖說明】
[0048] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0049] 圖1為本發(fā)明的高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法的排列表示意圖；
[0050] 圖2為本發(fā)明的繞線工藝的排線示意圖；
[0051 ]圖3為本發(fā)明的繞線工藝中初級(jí)頭、初級(jí)尾的繞線排布示意圖；
[0052]圖4為本發(fā)明的間繞A的繞線示意圖；
[0053]圖5為本發(fā)明的間繞B的繞線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面對(duì) 本發(fā)明進(jìn)一步闡述。
[0055] 如圖1至圖5所示，圖1中三角形A為間繞，長(zhǎng)方形為密繞即間距不變的間繞，密繞間 距都是0.072mm。
[0056] -種高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法，所述方法步驟如下：
[0057] 步驟一:L長(zhǎng)線圈被分成m段，每段長(zhǎng)為amm，每段匝數(shù)為ak，即ai、a 2、a3……ak呈等差 級(jí)數(shù)排列；
[0058]步驟二:根據(jù)線圈長(zhǎng)度確定排布方式，排布方式如下：
[0059] (1)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為0~L/8mm時(shí)，間繞一層可以排列；
[0060] (2)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為L(zhǎng)/8~L/4mm時(shí)，繞二層才可以排列，即第一層密繞，再加上一層 間繞；
[0061] (3)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為L(zhǎng)/4~3/8Lmm時(shí)，繞三層才可以排列，即兩層密繞，加一層間繞；
[0062] (4)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為3/8L~L/2mm時(shí)，繞四層才可以排列，即三層密繞，加一層間繞；
[0063] (5)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為1/2L~5/8Lmm時(shí)，繞五層才可以排列，即四層密繞，加一層間繞；
[0064] (6)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為5/8L~3/4Lmm時(shí)，繞六層才可以排列，即五層密繞，加一層間繞；
[0065] (7)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為3/4L~7/8Lmm時(shí)，繞七層才可以排列，即六層密繞，加一層間繞；
[0066] (8)當(dāng)線圈長(zhǎng)度為7/8Lmm~Lmm時(shí)，繞八層才可以排列，即七層密繞，加一層間繞；
[0067] 步驟三:a = 3mm，間距0.072mm，最多只能密繞41.6圈，首項(xiàng)al = 7，m = 24,公差d = 13.888，分八大部分，每部分3項(xiàng)，組成項(xiàng)數(shù)為30的等差級(jí)數(shù)；
[0068]所述等差級(jí)數(shù)排列為：
[0069] 第一層：包括ai、a2、a3，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為7、20 · 8、34 · 7;
[0070] 第二層：包括a4、a5、a6，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為48 ·6、62·5、73·4;
[0071] 第三層：包括a7、a8、a9，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為76 · 4、90 · 3、104 · 2;
[0072] 第四層:包括aKKan、a12，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為118、131 · 9、145 · 8;
[0073]第五層:包括 a13、ai4、a15，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為 159 ·7、173·6、187·5;
[0074] 第六層:包括a16、an、a18，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為201.4、215.3、229.2;
[0075]第七層：包括 a19、a2Q、a21，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為 243 · 1、256 · 9、270 · 8;
[0076]第八層:包括 a22、a23、a24,圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為 284·7、298·6、312·5;
[0077] -種應(yīng)用所述的高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法的繞線工藝，所述工藝步驟如下：
[0078]第一步:初級(jí)繞線：
[0079] 35#SPT漆包線，標(biāo)稱線徑0.156mm，密繞三層，每層450圈，間距為0.16mm;
[0080] 第二步:次級(jí)繞線：
[0081 ]采用42#SPT漆包線，標(biāo)稱線徑0.071mm，繞線從中點(diǎn)即36mm處開始，次級(jí)I向右密繞 四層，每層500圈，間距為0.072mm，繞線方向如圖2中箭頭所示；
[0082] 第5層為密繞375圈，間距為0.072mm，間繞A見圖4;
[0083] 第6層間繞A，密繞250圈，間距為0.072mm;
[0084] 第7層為間繞A，密繞125圈；
[0085] 第8層為間繞A，拉出一根引出線，與左半邊第9層開始線在外部連接；
[0086] 第三步:次級(jí)Π 繞線：
[0087] 次級(jí)Π 從中點(diǎn)向左密繞四層，每層500圈，間距0.072mm，方向如圖2所示；
[0088] 第5層為密繞375圈，間距為0.072mm，間繞B，見圖5;
[0089] 第6層間繞B，接著密繞250圈，間距為0.072mm;
[0090] 第7層為間繞B，密繞125圈；
[0091] 第8層為間繞B接下去繞右半邊第9層，密繞375圈，間距為0.072mm，間繞B，第10層 間繞B，密繞250圈，間距為0.072mm，第11層密繞125圈，間繞B，第12層間繞B結(jié)束為次級(jí)Π 尾；
[0092]第四步:次級(jí)I繞線：
[0093]左半邊從第9層中點(diǎn)開始，向左密繞375圈，間距為0.072mm，間繞A;
[0094] 第10層間繞A，密繞250圈，間距為0.072mm;
[0095] 第11層密繞125圈，間繞A;
[0096] 第12層間繞A結(jié)束為次級(jí)I尾；
[0097] 這樣左半邊第9、10、11、12層與右半邊第1、2、3、4、5、6、7、8、層組成次級(jí)1整個(gè)線 圈。
[0098]按照本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)施，制成的高靈敏度LVDT，測(cè)試結(jié)果如下：
[0099] 表1高靈敏度LVDT測(cè)試結(jié)果匯總表 [0100]
[0101 ]由表1可知，傳感器梯度為1.06V/mm，即采用本發(fā)明后可以設(shè)計(jì)出高達(dá)lV/mm的高 靈敏度LVDT。
[0102] 另外，為了適應(yīng)航空航天上的使用需求，即傳感器梯度要求值0.75V/mm，上表中的 傳感器梯度大于要求值〇. 75V/mm，故重新設(shè)計(jì)降低公差，測(cè)試結(jié)果如下：
[0103] 表2航空航天用高靈敏度LVDT測(cè)試結(jié)果匯總表
[0104]
[0106]由表2可知，傳感器梯度:0.754V/mm;完全符合用戶要求。
[0107]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù) 人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和 改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效 物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述方法步驟如下： 步驟一:L長(zhǎng)線圈被分成m段，每段長(zhǎng)為amm，每段匝數(shù)為ak，即ai、a2、a 3……ak呈等差級(jí)數(shù) 排列； 步驟二:根據(jù)線圈長(zhǎng)度確定排布方式，排布方式如下： (1) 當(dāng)線圈長(zhǎng)度為〇~L/8mm時(shí)，間繞一層可以排列； (2) 當(dāng)線圈長(zhǎng)度為L(zhǎng)/8~L/4mm時(shí)，繞二層才可以排列，即第一層密繞，再加上一層間繞； (3) 當(dāng)線圈長(zhǎng)度為L(zhǎng)/4~3/8Lmm時(shí)，繞三層才可以排列，即兩層密繞，加一層間繞； (4) 當(dāng)線圈長(zhǎng)度為3/8L~L/2mm時(shí)，繞四層才可以排列，即三層密繞，加一層間繞； (5) 當(dāng)線圈長(zhǎng)度為1/2L~5/8Lmm時(shí)，繞五層才可以排列，即四層密繞，加一層間繞； (6) 當(dāng)線圈長(zhǎng)度為5/8L~3/4Lmm時(shí)，繞六層才可以排列，即五層密繞，加一層間繞； (7) 當(dāng)線圈長(zhǎng)度為3/4L~7/8Lmm時(shí)，繞七層才可以排列，即六層密繞，加一層間繞； (8) 當(dāng)線圈長(zhǎng)度為7/8Lmm~Lmm時(shí)，繞八層才可以排列，即七層密繞，加一層間繞； 步驟三：& = 3111111，間距0.0721]1111，最多只能密繞41.6圈，首項(xiàng)31 = 7，111=24，公差(1 = 13.888，分八大部分，每部分3項(xiàng)，組成項(xiàng)數(shù)為30的等差級(jí)數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述等差級(jí)數(shù)排列 為： 第一層:包括a!、a2、a3，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為7、20.8、34.7; 第二層:包括a4、a5、a6,圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為48·6、62·5、73·4; 第三層:包括a?、as、a9，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為76 · 4、90 · 3、104 · 2; 第四層:包括aitKamau，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為118、131.9、145.8; 第五層:包括a13、aw、a15，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為159.7、173.6、187.5; 第六層:包括a16、an、a18，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為201.4、215.3、229.2; 第七層:包括a19、a2Q、a21，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為243 · 1、256 · 9、270 · 8; 第八層:包括a22、a23、a24，圈數(shù)分別對(duì)應(yīng)為284 · 7、298 · 6、312 · 5。3. -種應(yīng)用權(quán)利要求1至2中任一項(xiàng)所述的高靈敏度LVDT設(shè)計(jì)方法的繞線工藝，其特征 在于:所述工藝步驟如下： 第一步:初級(jí)繞線： 35略?1'漆包線，標(biāo)稱線徑0.156臟，密繞三層，每層450圈，間距為0.16111111; 第二步:次級(jí)繞線： 采用42#SPT漆包線，標(biāo)稱線徑0.071mm，繞線從中點(diǎn)即36mm處開始，次級(jí)I向右密繞四 層，每層500圈，間距為0.072mm; 第5層為密繞375圈，間距為0.072mm，間繞A; 第6層間繞A，密繞250圈，間距為0.072mm; 第7層為間繞A，密繞125圈； 第8層為間繞A，拉出一根引出線，與左半邊第9層開始線在外部連接； 第三步:次級(jí)Π 繞線： 次級(jí)Π 從中點(diǎn)向左密繞四層，每層500圈，間距0.072mm; 第5層為密繞375圈，間距為0.072mm，間繞B; 第6層間繞B，接著密繞250圈，間距為0.072mm; 第7層為間繞B，密繞125圈； 第8層為間繞B接下去繞右半邊第9層，密繞375圈，間距為0.072mm，間繞B，第10層間繞 B，密繞250圈，間距為0.072mm，第11層密繞125圈，間繞B，第12層間繞B結(jié)束為次級(jí)Π 尾； 第四步:次級(jí)I繞線： 左半邊從第9層中點(diǎn)開始，向左密繞375圈，間距為0.072mm，間繞A; 第10層間繞A，密繞250圈，間距為0.072mm; 第11層密繞125圈，間繞A; 第12層間繞A結(jié)束為次級(jí)I尾； 這樣左半邊第9、10、11、12層與右半邊第1、2、3、4、5、6、7、8、層組成次級(jí)1整個(gè)線圈。
【文檔編號(hào)】H01F27/28GK105931816SQ201610261015
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月25日
【發(fā)明人】張?jiān)ｃ? 張冰, 衛(wèi)海燕
【申請(qǐng)人】安徽感航電子科技有限公司