[发明专利]一种差动变压器式位移传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种位移传感器，尤其涉及一种差动变压器式位移传感器。

背景技术

建筑领域中对应力、微位移测量的传统方式是通过采用一种称为钢弦式应力传感器来实现的。其原理是：在一根两端被绷紧的钢弦上施以激励电脉冲时，该钢弦产生激振；假定该钢弦被固定在某一刚体空腔内，当该刚体受到外力作用时将发生形变，刚体的形变将导致内置钢弦的二个固定端点间的距离发生微小变化，当钢弦受到电脉冲激励时，钢弦将发生激振，其振荡频率亦发生相应的变化，通过对比当今测定频率与前次测定频率，依据经验公式换算出应变值。

从简述的原理中可以清晰看出钢弦式应力传感器具有以下不可弥补的缺陷：

(1)由于钢弦的两端是紧绷的，始终受到张力作用，因此钢弦会发生自然形变，从而导致其输出固有频率的变化；

(2)钢弦式应力计输出信号的一致性较差，其输出响应与钢弦的绷紧程度、钢弦材质的一致性有关，因此每个传感器需独立校正；

(3)钢弦式传感器的输出信号具有明显的温度漂移特征；

(4)在桩基应变测量时，需将被测钢筋截断，钢弦式传感器被焊接在钢筋的二个断口间，因此在桩基载荷时，若钢弦式传感器的弹性模量与被测钢筋不一致，则测量值不具指导施工的意义；

(5)测量值需经过经验参数进行二次换算，精度较差，不具有可比性和一致性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种差动变压器式位移传感器，该位移传感器精度高、几乎不受温度漂移影响。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的一种差动变压器式位移传感器，包括外套管和置于该外套管内腔中的差动变压器，该差动变压器包括衔铁以及包围该衔铁的感应线圈，所述感应线圈包括初级线圈和次级线圈，所述外套管的内腔分为相互连通的前腔和后腔，所述差动变压器设于所述前腔的后侧，所述位移传感器还包括滑动块、衔铁连接杆、线路板和固定块，其中：

所述滑动块可滑动地设于所述外套管前腔的前侧，且该滑动块的后侧通过所述衔铁连接杆与所述衔铁的前端连接；

所述线路板固定于所述外套管后腔的前侧，所述初级线圈和次级线圈分别与所述线路板电连接；

所述固定块固定于所述外套管后腔的后侧，且所述固定块的轴向设有一通孔。

上述的一种差动变压器式位移传感器，其中，所述位移传感器还包括一前盖帽和一后盖帽，所述前盖帽与所述外套管的前端螺纹固定连接，所述后盖帽与所述外套管的后端螺纹固定连接，所述后盖帽的顶面上设有一贯通孔。

上述的一种差动变压器式位移传感器，其中，所述滑动块上沿径向设有第一支架孔，所述外套管上对应于该第一支架孔的位置处开设有一呈轴向延伸的滑动槽，且该滑动槽与所述第一支架孔连通；

所述固定块上沿径向设有第二支架孔，且该第二支架孔与所述第一支架孔位于同一轴线上，所述外套管上对应于该第二支架孔的位置处开设有一连接孔，且该连接孔与所述第二支架孔连通。

上述的一种差动变压器式位移传感器，其中，在外套管上且位于所述滑动槽的背面处设有一定位孔，且该定位孔沿径向延伸至所述滑动块上。

本发明位移传感器与现有技术相比具有以下优点：

1.本发明位移传感器是通过安装支架被紧固在被测钢筋上的，并且其滑动块是自由的，因此其变化完全受钢筋的约束；而传统的钢弦式传感器是将被测钢筋截断，将之焊接在被截断的钢筋的二个断口之间的，因此，桩基在荷载时引起钢弦式传感器输出发生变化，很难代表钢筋的微应变变化，如果钢弦式传感器的弹性模量与钢筋不一致的话。

2.本发明采用的差动变压器具有相当优良的共模抑制能力，例如温度变化类参量在本发明位移传感器的输出响应中被转化为共模量，因此对于温度变化这种共模量具有优良的抑制能力，可以几乎不受温度漂移的影响。

3.差动变压器的衔铁和感应线圈是非接触的，在使用恰当的情况下几乎拥有无限的使用寿命。

4.直接输出位移量，无需二次转化计算。

5.极其精细的测量分辨率和线性度。

6.本发明是一种交变电磁场耦合元件，无任何机械力的参与作用，因此所需提供的能量极小，适合采用小号电池提供能量。

附图说明

图1是本发明差动变压器式位移传感器主视图的剖面结构示意图；

图2是本发明差动变压器式位移传感器的俯视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。