一種非接觸磁壓式位移傳感器的製作方法
2023-12-11 22:15:37 2
本實用新型涉及一種位移傳感器，特別是一種非接觸磁壓式位移傳感器。
背景技術：
現在最常用的非接觸式位移傳感器主要包括電渦流式位移傳感器、磁致伸縮效應位移傳感器和霍爾式位移傳感器，這些非接觸式位移傳感器都是採用單一的物理效應設計的，它們的體積大，測量的線性範圍小，測量值受到介質和電磁場的影響較大，在現場使用有困難，不能滿足實際使用中的要求。
技術實現要素：
本實用新型的實用新型目的在於：針對上述存在的問題，提供一種結合磁效應和壓電效應兩種物理效應，高精度、使用方便、操作簡單、測量的線性範圍廣、適用環境能力強的非接觸磁壓式位移傳感器。
本實用新型採用的技術方案如下：
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，包括微調裝置、直流電磁鐵測頭、剛體、調零螺杆、壓電傳感器和數據處理系統；所述微調裝置連接直流電磁鐵測頭；所述剛體內設置有傳感器，且連接調零螺杆；所述微調裝置和調零螺杆固定於剛體上。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述直流電磁鐵探頭包括直流電磁鐵、繞組導線、骨架和自製螺栓；繞組導線封裝於由骨架組成的盒子裡，直流電磁鐵從中部穿過盒子，與自製螺栓連接。
以上結構，繞組導線通電後，產生均勻的磁場。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述骨架為膠木骨架。
以上結構中，膠木的硬度高、性價比高，可以提供骨架的導向、固定和支撐作用。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述直流電磁鐵為軟磁鐵氧體。
以上結構中，軟磁鐵氧體為鎳鋅材料製成的工作頻率高、功率損耗低、具有高磁導率，對直流電磁鐵產生的磁感強度有很大的提高。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述剛體包括U型支架、T型擋板和N型支架；U型支架與T型擋板為一體式，U型支架設置於T型擋板左邊；所述T型擋板的右邊設置有調零螺杆，其中部固定於N型支架上；所述N型支架與U型支架連接處通過六角螺栓連接；所述N型支架與U型支架及T型擋板之間的空腔內設置有壓電傳感器；所述微調裝置與直流電磁鐵連接，且固定於N型支架上。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述剛體採用的是洛不鏽鋼剛體；所述T型擋板為環氧樹脂板；所述U型支架是將不鏽鋼板材通過亞弧焊焊接而成。
以上結構中，洛不鏽鋼硬度高、彈性變形小、性價比高，起到很好的支撐、固定作用；環氧樹脂板容易加工、硬度高、重量輕；U型支架是將不鏽鋼板材通過亞弧焊焊接而成。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述數據處理系統包括電壓放大電路、濾波器、採樣電路、A/D轉換模塊、微處理器和存儲設備。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述電壓放大電路連接壓電傳感器，用於將電荷信號轉換為電壓信號；所述電壓放大電路包括兩個二極體、運算放大器、電阻和電容；所述兩個二極體依次連接形成迴路，連接運算放大器，同時並聯電阻和電容。
以上結構，由於壓電傳感器輸出的電荷信號非常微弱，需要將電荷信號轉化為電壓信號。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器中所述數據處理系統的處理方法：電壓放大電路將電荷信號轉換為電壓信號，通過濾波器消除周期性的幹擾，再經過採樣電路採集最大值，利用A/D轉換模塊轉化為數位訊號，上傳到微處理器中，根據標定的位移和電荷之間的關係，通過採集的電荷量，得到位移的變化量，同時保存於存儲設備中。
本實用新型的工作原理:在繞組線圈接通直流電源後，直流電磁鐵產生磁場，通過被測物質在磁場中有力的作用，而整個剛體固定不動，又有作用力通過殼體內壁擠壓反饋到壓電傳感器上，經傳感器把力轉換為電荷量，再經電荷放大器放大，經過處理後就可得到所需要尺寸參數值。當被測介質與傳感器測頭之間的位移有微小量的變化時，產生的電磁場力就有很大的變化，電荷量也發生變化，通過電荷量的測量就可以測得位移的變化量。
綜上所述，由於採用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：被測介質與檢測探頭之間沒有直接接觸，可以避免直流電磁鐵探頭的磨損，同時保持測量的精準性，同時抗幹擾、使用壽命長、結構簡單、適應環境能力強，給定一個很小的間隙變化，就可產生很大的磁場力，可以推得位移的變化量。
附圖說明
圖1是本實用新型非接觸磁壓式位移傳感器的結構示意圖。
圖中標記：1為微調裝置，2為骨架，3為繞組導線，4為軟磁鐵芯，5為自製螺栓，6為U型支架，7為壓電傳感器，8為T型擋板，9為調零螺杆，10為剛體。
圖2是本實用新型中電壓放大電路的電路圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
如圖1所示，本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，包括微調裝置、直流電磁鐵測頭、剛體、調零螺杆、壓電傳感器和數據處理系統；所述微調裝置連接直流電磁鐵測頭；所述剛體內設置有傳感器，且連接調零螺杆；所述微調裝置和調零螺杆固定於剛體上。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述直流電磁鐵探頭包括直流電磁鐵、繞組導線、骨架和自製螺栓；繞組導線封裝於由骨架組成的盒子裡，直流電磁鐵從中部穿過盒子，與自製螺栓連接。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述骨架為膠木骨架；所述直流電磁鐵為軟磁鐵氧體。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述剛體包括U型支架、T型擋板和N型支架；U型支架與T型擋板為一體式，U型支架設置於T型擋板左邊；所述T型擋板的右邊設置有調零螺杆，其中部固定於N型支架上；所述N型支架與U型支架連接處通過六角螺栓連接；所述N型支架與U型支架及T型擋板之間的空腔內設置有壓電傳感器；所述微調裝置與直流電磁鐵連接，且固定於N型支架上。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述剛體採用的是洛不鏽鋼剛體；所述T型擋板為環氧樹脂板；所述U型支架是將不鏽鋼板材通過亞弧焊焊接而成。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述數據處理系統包括電壓放大電路、濾波器、採樣電路、A/D轉換模塊、微處理器和存儲設備。
如圖2，本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述電壓放大電路連接壓電傳感器，用於將電荷信號轉換為電壓信號；所述電壓放大電路包括兩個二極體、運算放大器、電阻和電容；所述兩個二極體依次連接形成迴路，連接運算放大器，同時並聯電阻和電容。
本實用新型的非接觸磁壓式位移傳感器，所述數據處理系統的處理方法：電壓放大電路將電荷信號轉換為電壓信號，通過濾波器消除周期性的幹擾，再經過採樣電路採集最大值，利用A/D轉換模塊轉化為數位訊號，上傳到微處理器中，根據標定的位移和電荷之間的關係，通過採集的電荷量，得到位移的變化量，同時保存於存儲設備中。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。