阅读说明：本技术 一种环式电感传感器 (Ring type inductive sensor ) 是由 周建峰 陈晓克 张红飞 于 2019-11-21 设计创作，主要内容包括：本发明的目的是提供一种便于携带,能够快速实现轴类端面台阶式直径的快速检测,更适用于长颈比较大的轴类直径快速检测的环式电感传感器,包括弹性元件、定位套、电磁感应器、拉簧、固定架、第一测量杆、第二测量杆,弹性元件为环形,弹性元件的下端与固定架固定连接、上端设置有开口,沿开口处竖直向上延伸有第一延伸段、第二延伸段,拉簧、电磁感应器水平设置在第一延伸段与第二延伸段之间,第一测量杆、第二测量杆分别固定设置在弹性元件上且对称设置,通过第一测量杆与第二测量杆与被测件接触从而带动弹性元件撑开,引起电磁感应器中的线圈和磁芯的相对位置的变化进而产生的电压变化从而得出被测件与标准值间的误差。(The invention aims to provide a ring-type inductance sensor which is convenient to carry, can quickly realize the quick detection of the step diameter of the end face of a shaft, and is more suitable for the quick detection of the diameter of the shaft with a larger long neck, comprising an elastic element, a positioning sleeve, an electromagnetic inductor, a tension spring, a fixed frame, a first measuring rod and a second measuring rod, wherein the elastic element is ring-shaped, the lower end of the elastic element is fixedly connected with the fixed frame, the upper end of the elastic element is provided with an opening, a first extending section and a second extending section vertically and upwardly extend along the opening, the tension spring and the electromagnetic inductor are horizontally arranged between the first extending section and the second extending section, the first measuring rod and the second measuring rod are respectively and fixedly arranged on the elastic element and symmetrically arranged, thereby drive elastic element through first measuring stick and second measuring stick and the contact of being surveyed the piece and strut, thereby arouse the change of the relative position of coil and magnetic core in the electromagnetic induction ware and the voltage variation that produces and obtain the error between being surveyed the piece and the standard value.)

一种环式电感传感器

技术领域

本发明属于零件测量技术领域，具体涉及一种轴类端面台阶式外圆直径实现精密测量位移变量的电感传感器。

背景技术

在机械制造行业中，实现对精密轴类机械零部件的直径检测是至关重要的环节。轴类零件直径中有许多轴向长度较短的台阶直径，例如凸轮轴上时规位直径为Φ22+0/-0.015，长度3.5mm，需要用快速检测手段实现在线测量。目前，市场上使用较多的环式外径气动卡规，由于受气孔面积大小的结构限制不能使用；如果采用普遍使用的对向两支电感传感器检测设计成检具进行和差计算的结构，其定位结构一般会较大，成本上也较高，不利于用户的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于携带，能够快速实现轴类端面台阶式直径的快速检测，更适用于长颈比较大的轴类直径快速检测的环式电感传感器。

本发明解决其技术问题的技术方案为：一种环式电感传感器，包括弹性元件、定位套、电磁感应器、拉簧、固定架、第一测量杆、第二测量杆，所述弹性元件为环形，所述弹性元件的下端与固定架固定连接，所述弹性元件的上端设置有开口，沿开口处竖直向上延伸有第一延伸段、第二延伸段，所述拉簧水平设置在第一延伸段与第二延伸段之间，拉簧两端分别与第一延伸段、第二延伸段固定连接，初始状态时，拉簧不受力，所述电磁感应器水平设置在第一延伸段与第二延伸段之间，所述电磁感应器的一端与第二延伸段固定连接，所述电磁感应器的磁芯与第一延伸段固定连接；

所述第一测量杆、第二测量杆分别固定设置在弹性元件上且对称设置，所述第一测量杆、第二测量杆的杆***于弹性元件的直径上且与电磁感应器所在的直线水平；

还包括定位套，所述定位套为环形，所述定位套设置在弹性元件环内且两者不接触，所述定位套上开有能够使第一测量杆、第二测量杆穿过的孔，所述定位套的外径小于弹性元件的内径。

还包括前限位螺钉、后限位螺钉，所述前限位螺钉穿过弹性元件的环体与弹性元件固定连接；所述第二延伸段上开有圆孔，所述后限位螺钉水平设置，穿过圆孔与第一延伸段固定连接，与第二延伸段滑动连接，所述后限位螺钉靠近第二延伸段的一端还设置有钉帽，所述钉帽与后限位螺钉固定连接，所述钉帽的直径大于圆孔的直径。

还包括安装座、罩壳、上盖板、下盖板，所述安装座上开有中心导向孔，所述定位套通过螺钉固定安装在中心导向孔内，所述罩壳套上下开口，罩壳侧壁与安装座套接，所述上盖板、下盖板的大小分别与罩壳的上下开口大小相同，所述上盖板、下盖板分别固定设置在罩壳套的上下开口处。

还包括显示装置、PC，所述电磁感应器的输出端与PC的输入端连接，所述PLC的输出端与显示装置的输入端连接。

还包括前限位螺钉自锁螺套，所述前限位螺钉自锁螺套固定设置在弹性元件上，所述前限位螺钉自锁螺套内部设置有螺纹，所述前限位螺钉穿过前限位螺钉自锁螺套与前限位螺钉套螺纹连接。

所述后限位螺钉上设置有螺纹，所述钉帽穿过后限位螺钉与后限位螺钉螺纹连接。

还包括第一测量杆套、第二测量杆套，所述第一测量杆套、第二测量杆套分别固定设置在弹性元件上，所述第一测量杆套、第二测量杆套内部设置有螺纹，所述第一测量杆、第二测量杆穿过第一测量杆套、第二测量杆套与第一测量杆套、第二测量杆套螺纹连接。

所述拉簧上设置有用于调整拉簧弹力的调力螺钉。

本发明的有益效果为：通过设置上端有开口的环形弹性元件，沿开口处竖直向上延伸有延伸段，延伸段之间水平设置有磁感应器和拉簧，沿平行于电磁感应器所在直线的弹性元件直径与弹性元件的两个交点处设置有与电磁感应器所在的直线水平的第一测量杆、第二测量杆，通过第一测量杆与第二测量杆与被测件接触从而带动弹性元件撑开，引起电磁感应器中的线圈和磁芯的相对位置的变化进而产生的电压变化从而得出被测件与标准值间的误差。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图一所示，本发明包括弹性元件1、电磁感应器3、拉簧4、固定架5、第一测量杆6、第二测量杆7，所述弹性元件1为环形，所述弹性元件1的下端与固定架5固定连接，所述弹性元件1的上端设置有开口，沿开口处竖直向上延伸有第一延伸段8、第二延伸段9，所述拉簧4水平设置在第一延伸段8与第二延伸段9之间，拉簧4两端分别与第一延伸段8、第二延伸段9固定连接，初始状态下，拉簧4不受力，所述电磁感应器3水平设置在第一延伸段8与第二延伸段9之间，所述电磁感应器3的一端与第二延伸段9固定连接，所述电磁感应器3的磁芯与第一延伸段8固定连接；

所述第一测量杆6、第二测量杆7分别固定设置在弹性元件1上且对称设置，所述第一测量杆6、第二测量杆7的杆***于弹性元件1的直径上且与电磁感应器3所在的直线水平；

还包括定位套2，所述定位套2为环形，所述定位套2设置在弹性元件1环内且两者不接触，所述定位套2上开有能够使第一测量杆6、第二测量杆7穿过的孔，所述定位套2的外径小于弹性元件1的内径。

还包括用于防止弹性元件1超量程造成的电磁感应器3、拉簧4、弹性元件1损坏的前限位螺钉10、后限位螺钉11，所述前限位螺钉10穿过弹性元件1的环体与弹性元件1固定连接；所述第二延伸段9上开有圆孔，所述后限位螺钉11水平设置，穿过圆孔与第一延伸段8固定连接，与第二延伸段9滑动连接，所述后限位螺钉11靠近第二延伸段9的一端还设置有钉帽12，所述钉帽12与后限位螺钉11固定连接，所述钉帽12的直径大于圆孔的直径，前限位螺钉10防止弹性元件1向内收缩超量程，后限位螺钉11防止弹性元件1向外扩张超量程造成电磁感应器3和拉簧4损坏。

还包括起固定、保护作用的安装座13、罩壳14、上盖板15、下盖板16，所述安装座13上开有中心导向孔，所述定位套2通过螺钉固定安装在中心导向孔内，所述罩壳14套上下开口，罩壳14侧壁与安装座13套接，所述上盖板15、下盖板16的大小分别与罩壳14的上下开口大小相同，所述上盖板15、下盖板16分别固定设置在罩壳14套的上下开口处。

还包括显示装置、PC，所述电磁感应器3的输出端与PC的输入端连接，所述PC的输出端与显示装置的输入端连接，对测量的数据直接显示在显示装置上，便于测量人员观看。

还包括前限位螺钉套17，所述前限位螺钉套17固定设置在弹性元件1上，所述前限位螺钉套17内部设置有内螺纹，所述前限位螺钉10上设置有外螺纹，所述前限位螺钉10穿过前限位螺钉套17与前限位螺钉套17螺纹连接，使前限位螺钉10可调节向内突出部分的长度，便与调整。

所述后限位螺钉11上设置有外螺纹，所述钉帽12为环形，钉帽12的环内设置有内螺纹，所述钉帽12穿过后限位螺钉11与后限位螺钉11螺纹连接，通过调整钉帽12的位置可以调整后限位螺钉11的限位距离。

还包括第一测量杆套18、第二测量杆套19，所述第一测量杆套18、第二测量杆套19分别固定设置在弹性元件1上，所述第一测量杆套18、第二测量杆套19内部分别设置有内螺纹，所述第一测量杆6、第二测量杆7上分别设置有外螺纹，所述第一测量杆6、第二测量杆7穿过第一测量杆套18、第二测量杆套19与第一测量杆套18、第二测量杆套19螺纹连接，使第一测量杆6、第二测量杆7向内突出部分的长度可调整。

所述拉簧4上设置有用于调整拉簧弹力的调力螺钉20。

在本发明中，环式电感传感器的的原理符合差动电感式位移传感器，第一延伸段8、第二延伸段9以弹性元件1下端固定处为支点的偏摆，只是引起电磁感应器3中的线圈和磁芯的相对位置的变化进而产生的电压变化，不需要考虑偏摆是非直线的情况。

本发明在使用时，首先进行安装，先松开后限位螺钉11，调整前限位螺钉10的前后位置且与定位套2外壁接触，使弹性元件1与定位套2的外圆直径之间的间隙目视均匀；然后调整后限位螺钉11的钉帽12与弹性原件的第二延伸段9的间隙在0.6mm。

本发明所使用的的电磁感应器3中的所使用到的线圈和磁芯均采用三门峡中原量仪股份有限公司成熟产品JT-502A杠杆式传感器的线圈和磁芯，其本身的线性和范围都是确定的，能够满足量程±250um的使用。

安装完毕后，需要对环形传感器进行校准，用到电感测微仪、精密微动台架、精密锥度标准样轴等工具，电感测微仪需要与专用电箱或者电子柱等配套使用，首先将环形传感器固定在精密微动台架的安装架上，电磁感应器3与电感测微仪连接。

精密锥度标准样轴是通过精密计量进行精确标定过锥度和直径的标准器，将精密锥度标准样轴固定在精密微动台架的微动台上，使精密锥度标准样轴的小端导向穿过环形传感器，与环形传感器的定位套2同心，与第一测量杆6、第二测量杆7接触。

精密台架有微分尺，微分尺上有刻度，转动微分尺带动微动台移动，微动台带动精密锥度标准样轴移动，精密锥度标准样轴的锥度使第一测量杆6、第二测量杆7张开，第一测量杆6、第二测量杆7带动弹性元件1张开，第一延伸段8、第二延伸段9张开，带动电磁感应器3中的线圈和磁芯的相对微动，产生电压的变化，电压变化的大小取决于位移量的大小。电压的变化从电感测微仪上可以显示。

例如使用规格为Φ25+0.05/0，上限Φ25.05，下限Φ25.00的定位套测量时，使，此时中限值为Φ25.025，使微动台带动精密锥度标准样轴移动至精密锥度标准样轴直径为Φ25.025，使此时电感测微仪上显示值在“零位”，随后调整精密锥度标准样轴的直径至上限Φ25.05，精密台架上微分尺前进的刻度如果与电感测微仪测量的尺寸变化不一致时，需要调整专用电箱上的放大电路板电位器，使两者一致，完成对上限的校准，随后调整精密锥度标准样轴的直径至下限Φ25.00，精密台架上微分尺前进的刻度如果与电感测微仪测量的尺寸变化不一致时，需要调整专用电箱上的放大电路板电位器，使两者一致，完成对下限的校准。

将精密锥度标准样轴取出，将被测件放置在定外套中，实际应用中，被测量零件最大实体尺寸与定位套2在测量时间隙在0.03~0.04cm，当被测件和第一测量杆6、第二测量杆7接触后，被测件尺寸和标准值（电感测微仪上显示的“零位”值）相比较有误差时，第一测量杆6、第二测量杆7就以弹性元件1下端固定处为支点做微量的转动，则电磁感应器3中的线圈与磁芯发生相对位移，产生的电信号通过PC处理传递到显示装置，显示出测量结果，此测量结果与放置标准值时的测量结果间的差值即为实际误差。

本发明中，是按照被测直径尺寸进行规格分类的，通过改变环式传感器整体大小来测量不同规格的被测件，如Φ15~Φ20，Φ20~Φ25，Φ25~Φ30等，目前最大设计外径检测尺寸Φ80；对于每个规格安装时是按照该规格的最大限进行安装调整的，如规格Φ20~25mm规格的，按照直径Φ25的来调试安装，便于从大向小进行兼容到Φ20；在同一规格之内检测不同的直径，需要使用该规格内不同内径的定位套2，只需要更换不同的定位套2和对应的校准件即可。换新的定位套2和校准件是必须重新校准倍率的。

本发明通过设置上端有开口的环形弹性元件，沿开口处竖直向上延伸有延伸段，延伸段之间水平设置有磁感应器和拉簧，沿平行于电磁感应器所在直线的弹性元件直径与弹性元件的两个交点处设置有与电磁感应器所在的直线水平的第一测量杆、第二测量杆，通过第一测量杆与第二测量杆与被测件接触从而带动弹性元件撑开，引起电磁感应器中的线圈和磁芯的相对位置的变化进而产生的电压变化从而得出被测件与标准值间的误差。