本發(fā)明屬于一種位移傳感器，具體涉及一種耐壓微小行程兩冗余防扭轉LVDT位移傳感器。

背景技術：

位移傳感器是重型運載火箭伺服機構四余度伺服閥配套產品，用于重型運載伺服機構四余度伺服閥小位移測量及反饋。重型運載火箭伺服機構四余度伺服閥配套的位移傳感器需具備行程短、安裝位置空間狹小、耐強振動強沖擊環(huán)境及耐壓等要素，而以往使用的位移傳感器具備的特征不能完全滿足該要求。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種微小行程兩冗余防扭轉LVDT位移傳感器，該傳感器具有雙冗余、防扭轉、高穩(wěn)定性、耐壓的優(yōu)點。

實現本發(fā)明目的的技術方案：一種微小行程兩冗余防扭轉LVDT位移傳感器，該傳感器包括第一線圈組件、第二線圈組件、隔磁墊片、鐵芯組件、套筒、殼體、引出線和端蓋，殼體內安裝有第一線圈組件、第二線圈組件和隔磁墊片，鐵芯組件的一端套在第一線圈組件、第二線圈組件、隔磁墊片內部，隔磁墊片位于第一線圈組件與第二線圈組件之間，鐵芯組件的另一端懸置在殼體外，套筒的一端套在鐵芯組件與第一線圈組件、第二線圈組件、隔磁墊片之間，套筒的另一端懸置在殼體外，引出線的一端依次固定在第二線圈組件、隔磁墊片、第一線圈組件上，引出線的另一端穿出殼體。

所述的殼體的左端內嵌套有端蓋，端蓋中心開有圓孔，引出線從該圓孔內穿出。

所述第一線圈組件由第一線圈、第一骨架、第一線圈右短路環(huán)、第一線圈左短路環(huán)組成，第一線圈纏繞在第一骨架中間的環(huán)形槽內，第一線圈左短路環(huán)、第一線圈右短路環(huán)分別套在第一骨架的兩端外側，第一線圈右短路環(huán)上設有凸臺。

所述的第二線圈組件由第二線圈、第二骨架、第二線圈右短路環(huán)、第二線圈左短路環(huán)組成，第二線圈纏繞在第二骨架中間的環(huán)形槽內，第二線圈左短路環(huán)、第二線圈右短路環(huán)分別套在第一骨架的兩端外側，第二線圈左短路環(huán)上開有凹槽，第一線圈右短路環(huán)的凸臺插在該凹槽內；套筒壓在第二線圈左短路環(huán)的右側。

所述的第一線圈組件的第一線圈右短路環(huán)與第二線圈組件的第二線圈左短路環(huán)之間設有隔磁墊片。

所述的鐵芯組件由第一鐵芯、第二鐵芯、導桿和拉桿組成，導桿的兩端外分別套有第一鐵芯、第二鐵芯，第二鐵芯的另一端內插有拉桿，拉桿的端部懸置在殼體外，第一鐵芯套在第一骨架內，第二鐵芯套在第二骨架內。

本發(fā)明的有益技術效果：本發(fā)明的耐壓微小行程雙冗余位移傳感器通過設計兩組線圈的串聯結構實現了雙冗余結構；通過隔磁墊片設計降低了兩組串聯線圈間的信號干擾；通過鐵芯與導桿之間螺紋的擰入深度來調節(jié)兩組串聯線圈的零位，實現雙冗余位移測量；通過線圈組件中短路環(huán)防扭轉的結構設計減少了斷線故障模式的發(fā)生概率；通過金屬套筒與金屬殼體之間進行束焊及在引出線端灌封GD414膠等措施提高了產品密封性和耐壓性；位移傳感器使用耐壓金屬作為殼體及承壓件進行了設計，有效的提高了傳感器的耐壓及耐強振動強沖擊的能力，這些措施都有效的提高了產品性能和可靠性。

為滿足位移傳感器的雙冗余、小行程要求，將位移傳感器的線圈組件設計 為兩個線圈組件的串聯方式，并在有限的徑向安裝尺寸下，設計了微小行程。具體實現方式為：在滿足位移傳感器線性度的前提下，將單個繞線窗口設計為13mm(以往傳感器的繞線窗口一般為60～200mm)，將傳統(tǒng)長徑比縮短為0.45(以往傳感器的長徑比一般為1.35～20)，最終實現了±1mm的微小行程，使位移傳感器既實現了雙冗余的功能，又滿足小行程的要求。

通過在兩串聯線圈組件間設計了一個隔磁墊片，可以有效的降低兩路線圈間的電磁干擾。

為滿足位移傳感器在高壓油的環(huán)境下可以正常工作，設計了獨有的金屬套筒：通過套筒右端部與殼體進行焊接，滿足了位移傳感器的密封及耐壓性能。

該位移傳感器結構小巧緊湊，性能穩(wěn)定，外殼及承壓件采用了耐壓金屬，能適應強振動、大沖擊等嚴酷環(huán)境條件，具有較高的承油壓能力(承受25MPa油壓)。

在有限的空間里，為避免兩個串聯線圈組件之間的相對轉動而導致某一小截面安裝線出現斷線故障，設計了短路環(huán)的防扭轉結構，防止兩串聯線圈組件出現相對運動，提高了電氣連接性。

通過合理的零位調節(jié)技術：調節(jié)導桿與鐵芯之間螺紋的擰入深度，使得兩串聯線圈組件的零位重合，從而實現位移傳感器雙冗余的位移測量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所提供的一種微小行程兩冗余防扭轉LVDT位移傳感器的結構示意圖；

圖2為雙冗余位移傳感器防扭轉結構示意圖；

圖3雙冗余位移傳感器零位調節(jié)結構示意圖。

圖中：

1-引出線，2-殼體，

3-第一線圈組件，301.第一線圈，302.第一骨架，303.第一線圈右短路環(huán)，304.第一線圈左短路環(huán)，305.凸臺，

4-第二線圈組件，401-第二線圈，402.第二骨架，403.第二線圈右短路環(huán)，404.第二線圈左短路環(huán)，

5-套筒，

6-鐵芯組件，601-第一鐵芯，602-導桿，603-第二鐵芯，604-拉桿，

7-隔磁墊片，8.端蓋。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明所提供的一種微小行程兩冗余防扭轉LVDT位移傳感器，該傳感器包括第一線圈組件3、第二線圈組件4、隔磁墊片7、鐵芯組件6、套筒5、殼體2、引出線1和端蓋8。

圓柱形殼體2內安裝有第一線圈組件3、第二線圈組件4和隔磁墊片7，鐵芯組件6的一端套在第一線圈組件3和第二線圈組件4內部，鐵芯組件6的另一端懸置在殼體2外，套筒5的一端套在鐵芯組件6與第一線圈組件3、第二線圈組件4、隔磁墊片7之間，套筒5的另一端懸置在殼體2外。殼體2的左端內嵌套有端蓋8，端蓋8中心開有圓孔。

第一線圈組件3、第二線圈組件4和隔磁墊片7整體均呈圓筒狀，鐵芯組件6整體呈圓柱形。

第一線圈組件3由第一線圈301、第一骨架302、第一線圈右短路環(huán)303、第一線圈左短路環(huán)304組成，第一線圈301纏繞在第一骨架302中間的環(huán)形槽內，第一線圈左短路環(huán)304、第一線圈右短路環(huán)303分別套在第一骨架302的兩 端外側，第一線圈右短路環(huán)303上設有凸臺305。

第二線圈組件4由第二線圈401、第二骨架402、第二線圈右短路環(huán)403、第二線圈左短路環(huán)404組成，第二線圈401纏繞在第二骨架402中間的環(huán)形槽內，第二線圈左短路環(huán)404、第二線圈右短路環(huán)403分別套在第一骨架402的兩端外側，第二線圈左短路環(huán)404上開有凹槽，第一線圈右短路環(huán)303的凸臺305插在該凹槽內。套筒5壓在第二線圈左短路環(huán)404的右側。

第一線圈組件3的第一線圈右短路環(huán)303與第二線圈組件4的第二線圈左短路環(huán)404之間設有隔磁墊片7，隔磁墊片7的內徑與第二骨架402和第二骨架402的內徑相同。隔磁墊片7的作用是隔離左右兩個磁場回路，防止雙冗余位移傳感器的第一線圈組件3、第二線圈組件4兩路串聯信號間發(fā)生磁路干擾，使第一線圈組件3、第二線圈組件4彼此間的線圈磁場形成回路而互不干擾。

第一線圈組件3、隔磁墊片7、第二線圈組件4間分別用鐵錨204膠進行膠固，將第二線圈組件4的四根引出線用鐵錨204膠依次固定在第二線圈組件4的第二線圈左短路環(huán)404、隔磁墊片7、第一線圈組件3的第一線圈右短路環(huán)303的引線槽中，并與第一線圈組件3的四根引出線，共八根引出線再固定于第一線圈組件3的第一線圈左短路環(huán)304的引線槽中，最后從殼體2內的端蓋8的中心圓孔中穿出。

如圖2所示，為防止第一線圈組件3、第二線圈組件4結構之間存在相對轉動而破壞引出線，在兩線圈組件之間增加了防扭轉設計：圖2中第一線圈組件3的第一線圈右短路環(huán)303右側設有一個凸臺305，與第二線圈組件4的第二線圈左短路環(huán)404的凹槽彼此對應，一旦卡住就不會出現相對運動，從而實現防斷線措施，中間墊有隔磁墊片7，最后涂鐵錨204膠固。

為適應高溫環(huán)境，第一骨架302和第二骨架402均為非金屬材料，承壓能 力較差，因此設計了金屬套筒5安裝在非金屬骨架內壁起承壓作用，并采取兩個措施：把套筒5與殼體2連接處B處進行激光焊接，以及引出線端灌封GD414處A處起到了密封作用。其中殼體2采用耐壓金屬進行設計，來滿足該傳感器在惡劣工作環(huán)境下的耐強振動強沖擊的要求。

如圖3所示，鐵芯組件6由第一鐵芯601、第二鐵芯603、導桿602和拉桿604組成。導桿602的兩端外分別套有第一鐵芯601、第二鐵芯603，且導桿602與第一鐵芯601、第二鐵芯603之間均焊接；第二鐵芯603的另一端內插有拉桿604、且兩者之間焊接，拉桿604的端部懸置在殼體2外。第一鐵芯601套在第一骨架302內，第二鐵芯603套在第二骨架202內。第一鐵芯601和第二鐵芯603經導桿601進行螺紋連接，通過改變導桿602與第二鐵芯603之間的螺紋擰入深度來調節(jié)兩個鐵芯位置，使得第一線圈組件3、第二線圈組件4的零位重合。具體實現方法如下：先通過試裝找到第一鐵芯601的零位，擰緊與導桿602的螺紋后加鐵錨204進行固定；然后再通過第二鐵芯603與導桿602的螺紋調節(jié)，找到其零位，再用鐵錨204進行膠固，從而實現傳感器的雙余度零位調節(jié)。

上面結合附圖和實施例對本發(fā)明作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明中未作詳細描述的內容均可以采用現有技術。