[发明专利]一种基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器

权利要求书

1.一种基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器，包括动尺(1)和定尺(2)，动尺(1)与定尺(2)正对平行，且留有间隙；设定X方向为测量方向，平行于定尺且垂直于X方向为Y方向，X'方向为X方向顺时针旋转45°后的方向，Y'方向为Y方向顺时针旋转45°后的方向；其特征在于：

所述定尺(2)为由定阵面沿X方向、Y方向切割而成的矩形结构，定尺(2)在X方向的长度为在Y方向的宽度为定阵面包括定阵面基体和嵌在该定阵面基体上的m×n个电涡流金属反射片(21)，电涡流金属反射片(21)的形状为矩形，m×n个电涡流金属反射片(21)排列成在X'方向等间隔的m行和在Y'方向等间隔的n列，电涡流金属反射片(21)在X'方向的长度为在Y′方向的宽度为在X'方向上相邻两个电涡流金属反射片(21)的中心距为W₁，在Y'方向上相邻两个电涡流金属反射片(21)的中心距为W₂；其中，m×W₁＝n×W₂，m与n互为质数；

所述动尺(1)包括动尺基体(10)和布置在动尺基体(10)上的四个平面矩形螺旋线圈(11)，四个平面矩形螺旋线圈(11)排列成在X'方向等间隔的两行和在Y'方向等间隔的两列，平面矩形螺旋线圈(11)在X′方向的长度为在Y′方向的宽度为在X'方向上两个平面矩形螺旋线圈(11)的中心距为在Y'方向上两个平面矩形螺旋线圈(11)的中心距为

四个平面矩形螺旋线圈(11)中分别通入相同的交流激励电信号，当动尺(1)相对定尺(2)沿X方向平行移动时，四个平面矩形螺旋线圈(11)的阻抗呈周期性变化，通过交流电桥将四个平面矩形螺旋线圈(11)的阻抗转换成四路电信号U₁、U₂、U₃、U₄，经信号处理系统处理后得到动尺(1)相对定尺(2)在X方向的绝对直线位移值。

2.根据权利要求1所述的基于电涡流效应的绝对式直线位移传感器，其特征在于：

信号处理系统对四路电信号U₁、U₂、U₃、U₄进行处理得到动尺(1)相对定尺(2)的绝对直线位移值的具体方式包括：

将电信号U₁与电信号U₃相减得到电信号S₁，将电信号U₁与电信号U₃相加得到电信号S₂，将电信号U₂与电信号U₄相加得到电信号S₃，将电信号U₂与电信号U₄相减得到电信号S₄；

对电信号S₃与电信号S₁相除的结果以及电信号S₂与电信号S₄相除的结果进行反正切运算，得到动尺(1)相对定尺(2)在X'方向的直线位移x'和在Y'方向的直线位移y'；

利用公式：计算每个周期内的位移差Δd；

利用公式：计算动尺(1)当前所处位置在X′方向对应的对极数N₁；或者利用公式：计算动尺(1)当前所处位置在Y′方向对应的对极数N₂；其中，表示对向下取整，表示对向下取整；

利用公式：计算动尺(1)相对定尺(2)在X方向的绝对直线位移值x；或者利用公式：计算动尺(1)相对定尺(2)在X方向的绝对直线位移值x。