专利名称：一种动态微米级被动式微位移传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及传感器技术领域，特别涉及ー种动态微米级被动式微位移传感器。
背景技术：
位移传感器是传感器的ー种，它是把位移量转换为电量的传感器。位移传感器是新技术革命和信息社会的重要技术基�。讠ㄒ底远�、军事、医疗、国防等各个领域具有广泛的应用。它分为激光位移传感器、电感式位移传感器，电容式位移传感器，霍尔式位移传感器。
激光位移传感器由于利用激光的高方向性、高単色性和高亮度等特点可实现无接触远距离測量，速度快，精度高(一般市场设备在微米级别)，量程大，抗光、电干扰能力強。然而制作成本高，维修不方便。霍尔位移传感器的成本比较低，然而其精确度不高，误差较大，计算困难，同吋，由于霍尔位移传感器属于半导体传感器，受温度影响大，实际使用过程中需要温度补偿。比如LXKD霍尔位移传感器，LXZ霍尔位移传感器。电容位移传感器的測量精度特别高，能达到纳米级，但很不稳定，输出阻抗高(108欧)，负载能力差，寄生电容大，只能在实验室或者精密的生产线上进行测量。电感位移传感器的原理是以电流产生磁�。萦氡徊馓逯涞拇懦”浠饬烤嗬氲谋浠�。量程一般是毫米级，精度一般是微米级，激励频率可高达IOOkhz以上，測量全过程无接触、无磨损，传感器系统无需检修维护，且受测量环境影响�。谐∩系奈灰拼衅鞯闹掷喽嘀侄嘌视Σ煌掷嗟牟饬啃枨螅芴宸治隹蠢矗苡谢蚨嗷蛏俚牟蛔悖牧己脱芯啃碌奈灰拼衅鳎胶獬杀荆龋饬课榷ㄐ缘墓叵担写颐翘剿饔胙芯�。
发明内容
本发明的目的是针对市场上位移传感器ー些缺点，提供一种低成本，高精度，エ艺简单的动态微米级被动式微位移传感器。为此，本发明采用的技术方案是ー种动态微米级被动式微位移传感器，其特征在于它包括永磁铁、铁轭、线圈，所述铁轭包括直立支架和横杆；永磁铁安置在铁轭的横杆上方或下方，线圈绕在铁轭的横杆上；永磁铁提供恒定磁�。来盘吞罟钩傻拇呕芈罚瓜呷Σ杏Φ缍�。进ー步的说，所述铁轭有两个直立支架和一个横杆，且所述直立支架和横杆呈“门，，形或“ H”形。本发明的工作原理是当被测振动物体的微位移发生变化时，根据磁路定律，磁铁和铁轭所构成的磁回路磁通将会相应地变化。进ー步地，线圈的电磁感应效应使得线圈输出的感应电动势发生相应变化，最終实现将振动物体位移的变化通过线圈的感应电动势来指示，即实现微位移的被动式动态测量。该传感器具有非常高的探测灵敏度(可达到ητ)，精度可以达到微米级，成本低，使用温度范围广(-40 °(T80 0C),在エ业自动化、军事、医疗、生物等领域具有很广泛的应用前景。
以下结合附图
对本发明做进ー步详细的描述。图I是本发明的结构示意图I。图2是本发明的结构示意图2。图3本发明的电压输出与位移变化的响应曲线。图4是本发明的电压输出与空隙间隔g的变化响应曲线图。
具体实施例方式參见附图。本实施例包括永磁铁I、铁轭2、线圈3、可移动钢片4，铁轭2包括横杆21、直立支架22 ;永磁铁I安置在铁轭2的横杆21上方或下方,线圈3绕在铁轭2的横杆21上，将可移动钢片4固定在激振器上，置于铁轭2下方，激振器可以使可移动钢片4的位移发生变化。利用激光应变仪测量钢片的位移，并使用示波器测量感应线圈的输出电压5。保持钢片的振动频率不变，测量感应线圈的输出电压5与钢片位移的关系，其电压一位移曲线如图3所示。图3的横坐标是振幅，纵坐标是输出电压5，随着振幅的増加，输出电压5也线性增加。由图可知，该位移传感器具有很好的线性关系。保持可移动钢片4的振动幅度不变，测量感应线圈的输出电压5与钢片与传感器主体的空隙间隔g的关系，其电压一空隙间隔曲线如图4所示。图4的横坐标是空隙间隔g，纵坐标是输出电压5，随着空隙间隔g的増加，输出电压5减小。曲线A的振幅是3 · Ilum,曲线B的振幅是5. 50um,曲线C的振幅是8. 36um,曲线D的振幅是10. 64um,曲线E的振幅是12. 55um。 这种被动式微米级位移传感器具有结构设计简单、成本低、測量精度高、能耗小、环保、可实时动态测量等优点，这些优点使得它非常有利于在市场上推广应用。
权利要求
1.一种动态微米级被动式微位移传感器，其特征在于它包括永磁铁、铁轭、线圈，所述铁轭包括直立支架和横杆；永磁铁安置在铁轭的横杆上方或下方，线圈绕在铁轭的横杆上；永磁铁提供恒定磁�。来盘吞罟钩傻拇呕芈罚瓜呷Σ杏Φ缍�。
2.如权利要求I所述的一种动态微米级被动式微位移传感器，其特征在于所述铁轭有两个直立支架和一个横杆，且所述直立支架和横杆呈“门”形或“H”形。
全文摘要
本发明公开了一种动态微米级被动式微位移传感器,它包括永磁铁、铁轭、线圈，所述铁轭包括直立支架和横杆；永磁铁安置在铁轭的横杆上方或下方，线圈绕在铁轭的横杆上；永磁铁提供恒定磁�。来盘吞罟钩傻拇呕芈罚瓜呷Σ杏Φ缍�。该传感器具有非常高的探测灵敏度(可达到nT)，精度可以达到微米级，成本低，使用温度范围广(-400C~800C),在工业自动化、军事、医疗、生物等领域具有很广泛的应用前景。
文档编号G01B7/02GK102679858SQ20121014988
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者武峥, 田晓娟, 贾艳敏, 项智慧, 马柯 申请人:浙江师范大学
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