一种线位移传感器的磁芯组件及生产工艺的制作方法

1.本发明涉及传感器技术领域，特别是一种线位移传感器的磁芯组件及生产工艺。


背景技术：

2.线位移传感器在航空飞行器电传飞控系统及发动机系统普遍采用，用来测量伸长、振动、膨胀等高技术产品。线位移传感器主要包括动子组件和静子组件，动子组件主要包括移动杆和磁芯组件，磁芯组件是传感器实现功能的重要结构，磁芯组件主要包括连接杆、磁芯、磁芯护套、磁芯堵头等组成，传统的磁芯采用采用坡莫和金1j50材料的棒材，坡莫合金性能受温度影响相对较大，且传感器通常使用环境温度波动较大，所以现有传感器的温漂性能较差，鉴于此，针对上述问题深入研究，遂有本案产生。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺，解决了现有传感器的温漂性能较差的问题。
4.实现上述目的本发明的技术方案为：一种线位移传感器的磁芯组件，包括：连接杆、多段磁芯组、磁芯护套以及磁芯堵头；
5.所述连接杆一端设有连接部，所述连接杆另一端设有轴肩；
6.所述磁芯护套插装于所述轴肩上，且所述磁芯护套与所述连接杆焊接连接；
7.所述磁芯堵头焊接于所述磁芯护套的远离肩轴一端；
8.所述多段磁芯组安装于所述磁芯护套内部，且所述多段磁芯组位于所述连接杆与所述磁芯堵头之间部位。
9.优选的，所述多段磁芯组由若干个磁芯体组成，若干个所述磁芯体均为卷曲状结构。
10.优选的，若干个所述磁芯体均采用1k107b铁基纳米晶材料。
11.优选的，所述磁芯堵头上设有台阶，所述磁芯护套设有内孔，所述磁芯护套设有外径，所述台阶安装于所述内孔上，且所述外径与所述台阶焊接连接。
12.优选的，所述轴肩安装于所述内孔上，且所述外径与所述轴肩焊接连接。
13.优选的，所述磁芯堵头上设有灌胶孔。
14.优选的，还包括卷曲工装；所述卷曲工装包括卷轴，所述卷轴开设有槽，所述槽与所述磁芯体相匹配，所述卷轴一端安装有推管。
15.一种线位移传感器的磁芯组件的生产工艺，包括以下操作步骤：
16.步骤1、将带材一端放入所述槽内并固定，旋转整个所述卷曲工装，所述卷轴随之旋转，则所述卷轴上的槽限制带材单向旋转，形成卷曲状的所述磁芯体；
17.步骤2、将所述磁芯护套与所述磁芯堵头进行激光焊接，随后套在卷曲状的所述磁芯体上，使用所述推管将卷曲状的所述磁芯体推入所述磁芯护套内并压实，将若干个所述磁芯体放入磁芯护套内压实后，由所述磁芯堵头和所述磁芯护套限制卷曲后的磁芯体的位
置和形状；
18.步骤3、所述轴肩与所述内孔连接并激光焊接所述外径与所述轴肩的连接处；
19.步骤4、在所述灌胶孔处灌入密封胶，使用真空灌胶后高压灌注并高温固化；
20.步骤5、钻掉所述灌胶孔内的密封胶，使用焊丝激光焊接所述灌胶孔封口并磨平。
21.一种动子组件，包括移动杆以及上述任一项所述的磁芯组件。
22.一种线位移传感器，包括静子组件以及动子组件；
23.所述静子组件，包括：后端盖、止动压环、线圈组件、外壳、热缩管、引出线以及前端盖；
24.所述线圈组件安装于外壳上，所述止动压环安装于线圈组件上，所述后端盖安装于外壳上，所述热缩管安装于外壳上，所述引出线安装于热缩管上，所述前端盖安装于外壳上。
25.利用本发明的技术方案制作的线位移传感器的磁芯组件和生产工艺，具有以下有益效果：
26.1.通过使用专用的卷曲工装，将带材卷曲后装入磁芯护套内，通过磁芯护套、磁芯堵头限制带材的位置、形状，使带材固定成磁芯的形状，具有较好的适用性和安装方便性；
27.2.通过更换传统的磁芯的材质和生产工艺，极大的提高了产品的温漂性能，同时提高了产品的可靠性。
附图说明
28.图1为线位移传感器的结构示意图；
29.图2为现有技术中的磁芯组件的剖视图；
30.图3为本发明一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺的线位移传感器等效电路；
31.图4为本发明一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺的输出特性图；
32.图5为本发明一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺的磁芯组件的剖视图；
33.图6为本发明一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺的卷曲工装的结构图；
34.图7为本发明一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺的卷曲前的磁芯结构图；
35.图8为本发明一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺的磁芯体结构图；
36.图9为本发明一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺的卷曲工装的使用过程示意图；
37.图10为本发明一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺的磁芯组件装配过程示意图；
38.图11为本发明一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺的动子组件爆炸图；
39.图12为本发明一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺的静子组件爆炸图。
40.图中：001、动子组件，0011、移动杆，0012、磁芯组件，002、静子组件，02、多段磁芯组，1、连接杆，11、连接部，12、轴肩，2、磁芯体，3、磁芯护套，31、外径，32、内孔，4、磁芯堵头，41、台阶，42、灌胶孔，201、后端盖，202、止动压环，203、线圈组件，204、外壳，205、热缩套管，206、引出线，207、前端盖，301、带材，302、卷轴，3021、槽，303、推管，a1、传统连接杆，a2、传统磁芯，a3、传统磁芯护套，a4、传统磁芯堵头，a12、传统轴肩，a32、传统内孔，a31、传统外
径，a41、传统台阶，a42、传统灌胶孔。
具体实施方式
41.下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-12所示，一种线位移传感器的磁芯组件和生产工艺。
42.实施例：以线位移传感器为例，对线性传感器原理简单进行说明，线位移传感器是将非电量的机械位移变化转化为与之成比例的电参量变化的电感式传感器。在忽略线圈寄生电容及磁芯损耗时，线位移传感器等效电路如图3所示。
43.其中图3中：e1为初级线圈激励电压；l1、r1分别为初级线圈电感与电阻；l
21
、l
22
分别为两个次级线圈电感；m1、m2分别为初级与两个次级线圈互感；r
21
、r
22
分别为两个次级线圈电阻。
44.在测量范围内及负载开路情况下，根据线位移传感器输出电势计算公式，可以将输出电势与磁芯位移关系的特性表述为如图4所示。
45.其中图4中：e
21
、e
22
为两个次级线圈输出电势；e2为差动输出电势；x为磁芯偏离中心位置的距离。
46.现有技术中，传统的磁芯组件结构和生产工艺为：
47.如图2所示，传统的磁芯组件，包括：传统连接杆a1，传统磁芯a2，传统磁芯护套a3以及传统磁芯堵头a4，其中，
48.传统连接杆a1的一端设有传统轴肩a12；
49.传统磁芯护套a3设有传统内孔a32和传统外径a31，传统轴肩a12与传统内孔a32连接，并激光焊接传统外径a31与轴肩a12的连接处；
50.传统磁芯a2为棒材，呈圆柱状，与传统内孔a32相配合，将传统磁芯a2放入内孔a32内，由传统连接杆a1和传统磁芯护套a3限制传统磁芯a2的位置；
51.传统磁芯堵头a4上设有传统台阶a41，传统台阶a41与传统内孔a32连接，并激光焊接传统外径a31与传统台阶a41的连接处；
52.传统磁芯堵头a4上设有传统灌胶孔a42，在传统灌胶孔a42处灌入密封胶，使用真空灌胶后高压灌注并高温固化；
53.钻掉传统灌胶孔a42内的密封胶，使用焊丝激光焊接传统灌胶孔a42封口并磨平。
54.本发明中，磁芯组件结构和生产工艺为：
55.如图5所示，本发明提出一种线位移传感器的磁芯组件，包括：连接杆1、多段磁芯组02、磁芯护套3以及磁芯堵头4；
56.连接杆1一端设有连接部11，连接杆1另一端设有轴肩12；
57.磁芯护套3插装于轴肩12上，且磁芯护套3与连接杆1采用激光焊接连接；
58.磁芯堵头4焊接于磁芯护套3的远离肩轴一端；
59.多段磁芯组02安装于磁芯护套3内部，且多段磁芯组02位于连接杆1与磁芯堵头4之间部位；
60.作为优选的，更进一步的，多段磁芯组02由若干个磁芯体2组成，若干个磁芯体2横向排列，若干个磁芯体2均为卷曲状结构，磁芯护套3、磁芯堵头4、连接杆1共同限制多段磁芯组02的位置和形状，由密封胶固定；
61.作为优选的，更进一步的，若干个磁芯体2均采用包括但不限于1k107b铁基纳米晶的材料；
62.作为优选的，更进一步的，磁芯堵头4上设有台阶41，磁芯护套3设有内孔32，磁芯护套3设有外径31，台阶41安装于内孔32上，且外径31与台阶41采用激光焊接连接；
63.作为优选的，更进一步的，轴肩12安装于内孔32上，且外径31与轴肩12采用激光焊接连接；
64.作为优选的，更进一步的，磁芯堵头4上设有灌胶孔42；
65.作为优选的，更进一步的，还包括卷曲工装；卷曲工装包括卷轴302，卷轴302开设有槽3021，槽3021与磁芯体2相匹配，卷轴302一端安装有推管303；
66.在生产磁芯组件0012时：
67.将带材301一端放入槽3021内并固定，旋转整个卷曲工装，卷轴302随之旋转，则卷轴302上的槽3021限制带材301单向旋转，形成卷曲状的磁芯体2；
68.将磁芯护套3与磁芯堵头4进行激光焊接，随后套在卷曲状的磁芯体2上，使用推管303将卷曲状的磁芯体2推入磁芯护套3内并压实，将若干个磁芯体2放入磁芯护套3内压实后，由磁芯堵头4和磁芯护套3限制卷曲后的磁芯体2的位置和形状；
69.轴肩12与内孔32连接并激光焊接外径31与轴肩12的连接处；
70.在灌胶孔42处灌入密封胶，使用真空灌胶后高压灌注并高温固化；
71.钻掉灌胶孔42内的密封胶，使用焊丝激光焊接灌胶孔42封口并磨平。
72.本发明提供的磁芯组件0012，通过使用卷曲工装将带材301装入磁芯护套3的内孔32内，该带材301包括但不限于1k107b铁基纳米晶，通过磁芯护套3、磁芯堵头4限制带材301的位置、形状，使带材301固定成卷曲状的磁芯体2，具有较好的适用性和安装方便性；通过更换传统的磁芯的材质和生产工艺，极大的提高了产品的温漂性能，同时提高了产品的可靠性；
73.其中，磁芯堵头4和磁芯护套3的连接方式可以为螺纹连接，也可以卡扣连接，本发明提供的一种优选实施方式中，如图5所示，磁芯护套3设有合适的内孔32和外径31，磁芯堵头4上的台阶41与磁芯护套3的内孔32连接并激光焊接磁芯护套3的外径31与磁芯堵头4台阶41的连接处；
74.其中，灌胶孔42的具体结构可以为方孔或五边形孔等，被配置为便于与其配合的操作工具适应的结构，台阶41也可设计为凸台；
75.其中，相对于卡扣或螺纹连接，磁芯堵头4和磁芯护套3采用激光焊接，可以省去螺纹或卡扣占据的空间，减小磁芯堵头4的体积，在外部尺寸相同的前提下，可以增加磁芯护套3内的空间，且激光焊接比卡扣或螺纹连接更稳定，能提高力学性能、增加动子组件001的可靠性。
76.其中，磁芯护套3与连接杆1的连接方式可以为螺纹连接，也可以卡扣连接，由于与磁芯堵头4和磁芯护套3的连接方式相同，因此不再赘述。
77.如图11所示，本发明还提供了一种动子组件001，移动杆0011以及上述任一项的磁芯组件0012；具有较好的适用性和较好的使用寿命；
78.本发明实施例以单余度线位移动传感器为例说明，但本发明的改进点不限于用于此类传感器，单余度线位移传感器其结构由静子组件002、动子组件001两部分组成，每个传
感器具有1个线圈组件203、1个磁芯组件0012。
79.如图12所示，传感器静子组件002由后端盖201、止动压环202、线圈组件203、外壳204、热缩管、引出线206以及前端盖207；线圈组件203安装于外壳204上，止动压环202安装于线圈组件203上，后端盖201安装于外壳204上，热缩管安装于外壳204上，引出线206安装于热缩管上，前端盖207安装于外壳204上；为保证密封性能及强度，静子组件002最后通过激光焊接成为密封整体。
80.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种线位移传感器的磁芯组件，其特征在于，包括：连接杆(1)、多段磁芯组(02)、磁芯护套(3)以及磁芯堵头(4)；所述连接杆(1)一端设有连接部(11)，所述连接杆(1)另一端设有轴肩(12)；所述磁芯护套(3)插装于所述轴肩(12)上，且所述磁芯护套(3)与所述连接杆(1)焊接连接；所述磁芯堵头(4)焊接于所述磁芯护套(3)的远离肩轴一端；所述多段磁芯组(02)安装于所述磁芯护套(3)内部，且所述多段磁芯组(02)位于所述连接杆(1)与所述磁芯堵头(4)之间部位。2.根据权利要求1所述的一种线位移传感器的磁芯组件，其特征在于，所述多段磁芯组(02)由若干个磁芯体(2)组成，若干个所述磁芯体(2)均为卷曲状结构。3.根据权利要求2所述的一种线位移传感器的磁芯组件，其特征在于，若干个所述磁芯体(2)均采用1k107b铁基纳米晶材料。4.根据权利要求3所述的一种线位移传感器的磁芯组件，其特征在于，所述磁芯堵头(4)上设有台阶(41)，所述磁芯护套(3)设有内孔(32)，所述磁芯护套(3)设有外径(31)，所述台阶(41)安装于所述内孔(32)上，且所述外径(31)与所述台阶(41)焊接连接。5.根据权利要求4所述的一种线位移传感器的磁芯组件，其特征在于，所述轴肩(12)安装于所述内孔(32)上，且所述外径(31)与所述轴肩(12)焊接连接。6.根据权利要求5所述的一种线位移传感器的磁芯组件，其特征在于，所述磁芯堵头(4)上设有灌胶孔(42)。7.根据权利要求6所述的一种线位移传感器的磁芯组件，其特征在于，还包括卷曲工装；所述卷曲工装包括卷轴(302)，所述卷轴(302)开设有槽(3021)，所述槽(3021)与所述磁芯体(2)相匹配，所述卷轴(302)一端安装有推管(303)。8.一种线位移传感器的磁芯组件的生产工艺，其特征在于，包括以下操作步骤：步骤1、将带材(301)一端放入所述槽(3021)内并固定，旋转整个所述卷曲工装，所述卷轴(302)随之旋转，则所述卷轴(302)上的槽(3021)限制带材(301)单向旋转，形成卷曲状的所述磁芯体(2)；步骤2、将所述磁芯护套(3)与所述磁芯堵头(4)进行激光焊接，随后套在卷曲状的所述磁芯体(2)上，使用所述推管(303)将卷曲状的所述磁芯体(2)推入所述磁芯护套(3)内并压实，将若干个所述磁芯体(2)放入磁芯护套(3)内压实后，由所述磁芯堵头(4)和所述磁芯护套(3)限制卷曲后的磁芯体(2)的位置和形状；步骤3、所述轴肩(12)与所述内孔(32)连接并激光焊接所述外径(31)与所述轴肩(12)的连接处；步骤4、在所述灌胶孔(42)处灌入密封胶，使用真空灌胶后高压灌注并高温固化；步骤5、钻掉所述灌胶孔(42)内的密封胶，使用焊丝激光焊接所述灌胶孔(42)封口并磨平。9.一种动子组件，其特征在于，包括移动杆(0011)以及上述任一项所述的磁芯组件(0012)。10.一种线位移传感器，其特征在于，包括静子组件(002)以及动子组件(001)；所述静子组件(002)，包括：后端盖(201)、止动压环(202)、线圈组件(203)、外壳(204)、
热缩管、引出线(206)以及前端盖(207)；所述线圈组件(203)安装于外壳(204)上，所述止动压环(202)安装于线圈组件(203)上，所述后端盖(201)安装于外壳(204)上，所述热缩管安装于外壳(204)上，所述引出线(206)安装于热缩管上，所述前端盖(207)安装于外壳(204)上。

技术总结
本发明公开了一种线位移传感器的磁芯组件及生产工艺，包括：连接杆、多段磁芯组、磁芯护套以及磁芯堵头；所述连接杆一端设有连接部，所述连接杆另一端设有轴肩；所述磁芯护套插装于所述轴肩上，且所述磁芯护套与所述连接杆焊接连接；所述磁芯堵头焊接于所述磁芯护套的远离肩轴一端；所述多段磁芯组安装于所述磁芯护套内部，且所述多段磁芯组位于所述连接杆与所述磁芯堵头之间部位，本发明的有益效果是，通过使用专用的卷曲工装，将带材卷曲后装入磁芯护套内，通过磁芯护套、磁芯堵头限制带材的位置、形状，使带材固定成磁芯的形状，具有较好的适用性和安装方便性。较好的适用性和安装方便性。较好的适用性和安装方便性。


技术研发人员：施立刚 武超群 邓天雨 张强
受保护的技术使用者：北京星空建腾电子科技有限公司
技术研发日：2023.08.08
技术公布日：2023/10/15