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专利号: 2016108142739
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单列双排式二维时栅直线位移传感器,包括定尺(1)和与定尺平行正对且留有间隙的动尺(2),其特征在于:

所述定尺(1)包括定尺基体(11)、设在定尺基体正对动尺一面的第一激励线圈(12)、设在第一激励线圈之上的第二布线层(14)和设在第二布线层(14)内的第二激励线圈(13);所述第一激励线圈(12)沿X方向呈矩形波绕制,该矩形波的幅值为L1、周期为W1、占空比为0.5、长度为N1W1;所述第二激励线圈(13)沿Y方向呈矩形波绕制,该矩形波的幅值为L2、周期为W2、占空比为0.5、长度为N2W2;其中,L1=N2W2,L2=N1W1,N1表示第一激励线圈的矩形波周期数,N2表示第二激励线圈的矩形波周期数,第二激励线圈(13)的起始位置与第一激励线圈(12)的起始位置在垂直于定尺基体的方向上对齐;

所述动尺(2)包括动尺基体(21)和设在动尺基体正对定尺一面的第一、第二、第三、第四感应线圈(22、23、24、25);所述第一感应线圈(22)沿周期为W1的曲线绕制,形成第一感应线圈绕线轨迹,所述第二感

应线圈(23)沿周期为W1的曲线 绕

制,形成第二感应线圈绕线轨迹,其中,i1依次取值0至j1-1中的所有整数,j1为整数且0<j1<N1,N1表示第一、第二激励线圈的矩形波周期数,b1为常数,且b1不等于0,A1表示第一、第二感应线圈绕线轨迹的幅值,且2A1+b1<L1;所述第三感应线圈(24)沿周期为W2的曲线绕制,形成第三感应线圈绕线轨迹,所述第四感应线圈(25)沿周期为W2的曲线 绕

制,形成第四感应线圈绕线轨迹,其中,i2依次取值0至j2-1中的所有整数,j2为整数且0<j2<N2,N2表示第三、第四激励线圈的矩形波周期数,b2为常数,且b2不等于0,A2表示第三、第四感应线圈绕线轨迹的幅值,且2A2+b2<L2;第一、第二感应线圈(22、23)与第一激励线圈(12)正对平行,第三、第四感应线圈(24、25)与第二激励线圈(13)正对平行;

所述定尺(1)还包括设在第二布线层(14)之上的定尺绝缘层(15);所述动尺(2)还包括设在第一、第二、第三、第四感应线圈(22、23、24、25)之下的动尺绝缘层(26);

定尺(1)的第一、第二激励线圈(12、13)中通入正弦激励电流,当动尺(2)与定尺(1)发生相对运动时,第一、第二、第三、第四感应线圈(22、23、24、25)输出四路感应信号,将第一感应线圈(22)输出的感应信号移相90°,然后与第二感应线圈(23)输出的感应信号叠加形成X向行波信号,将第三感应线圈(24)输出的感应信号移相90°,然后与第四感应线圈(25)输出的感应信号叠加形成Y向行波信号,将该X向、Y向行波信号分别与同频率参考信号进行比相,相位差由插补的高频时钟脉冲个数表示,经换算后得到动尺相对定尺在X方向和Y方向的直线位移。

2.根据权利要求1所述的单列双排式二维时栅直线位移传感器,其特征在于:所述W1=W2、L1=L2、N1=N2、A1=A2、b1=b2,所述j1、j2取值为4。

3.根据权利要求1或2所述的单列双排式二维时栅直线位移传感器,其特征在于:所述X向行波信号与同频率参考信号经整形电路整形成方波后,再进行比相;所述Y向行波信号与同频率参考信号经整形电路整形成方波后,再进行比相。