至圖18，所述第二結構面和第一結構面分別是方管22和設于方管22頂部的方管導槽23，所述靜磁柵尺19設于方管22內(nèi)，所述靜磁柵源18設于方管導槽23內(nèi)、并與靜磁柵尺19滑動相連。
[0068]參見圖19至圖20，所述靜磁柵尺19為一段圓柱，所述磁感應元件20封裝于圓柱型的靜磁柵尺19內(nèi)，所述靜磁柵源18和永磁體21均為由外向內(nèi)同軸設置的圓環(huán)，所述圓環(huán)型的靜磁柵源18和永磁體21套設于靜磁柵尺19上。
[0069]所述永磁體21的長度大于磁感應元件20之間的距離L。
[0070]所述靜磁柵尺19中的多個磁感應元件20作為并行輸出單元與計算機采集端相連。
[0071]每八個磁感應元件20作為一個并行輸出單元，。
[0072]本發(fā)明的目的是為了克服上述【背景技術】的不足，基于磁感應傳感器的運用，具有安裝方便、高精度、高穩(wěn)定性、高可靠性、使用壽命長、結構精巧、環(huán)境適應性強、隔離防爆等特點，測量范圍可以從幾十毫米到幾十米，適應極惡劣的工業(yè)環(huán)境，包括水下探測、化工原料生產(chǎn)、工業(yè)及城市污水治理、工業(yè)原油生產(chǎn)、機械制造等領域。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術中長量程測量產(chǎn)品因量程越大線性誤差越大這一缺點，在其可測的量程范圍內(nèi)其線性誤差不會隨測量量程增大而增大，始終保持在精度要求之內(nèi)，精度等級在微米級，適用于多種領域的直線位移測量，使用范圍廣。
[0073]具體應用
[0074]通過介紹幾個應用領域的事例，與前述的現(xiàn)有位移檢測裝置做比照，公開本發(fā)明應用于這幾個事例上的技術方案與效果。
[0075]圖6是本發(fā)明應用于機械制造領域中銑床工作平臺位移測量的安裝圖，靜磁柵源18安裝于移動的工作臺5上，靜磁柵尺19安裝于導軌座2上，工作臺5帶動靜磁柵源18移動，靜磁柵尺19解析位移直接輸出到光柵控制儀表8，控制及調(diào)節(jié)銑床工作臺5的移動。
[0076]圖7是本發(fā)明應用于化工原料、油料罐儲存的液位測量，靜磁柵尺19(圓管形式)吊裝于大型儲罐11頂部，靜磁柵源18 (浮子)套裝在靜磁柵尺19外殼上，靜磁柵源18漂浮在液體10表面，當大型儲罐11內(nèi)的液體10增加或減少時，靜磁柵源18的高度也增加或者減小，靜磁柵尺19解析出液位的高低。
[0077]圖8是本發(fā)明應用于水利水電、機械等小型油缸位移行程的檢測，靜磁柵尺19和靜磁柵源18安裝油缸內(nèi)部，靜磁柵尺19固定安裝在油缸缸體14上，靜磁柵源18安裝在油缸活塞17上，油缸活塞17移動時，靜磁柵源18也跟著移動，靜磁柵尺19就會解析得到油缸活塞17的位移，并將位移輸出給控制系統(tǒng)。
[0078]本發(fā)明的工作原理與算法介紹如下:
[0079]本發(fā)明的測量原理是根據(jù)靜磁柵尺19內(nèi)的磁感應元件20感應活動的靜磁柵源18內(nèi)的永磁體21的絕對位置，并通過算法來解析被檢測產(chǎn)品的實際位移值。磁感應元件20可以采用多種元件，有霍爾器件、磁敏薄膜、巨磁器件、龐磁器件等。
[0080]參見圖9，靜磁柵源18安裝在靜磁柵尺19的正上方，靜磁柵源18與靜磁柵尺19的間隙距離范圍是O毫米至10毫米，靜磁柵尺19內(nèi)部有磁感應元件20，磁感應元件20等距離(L = 6mm)分布在靜磁柵尺19內(nèi)部，當永磁體21進入磁感應元件20的感測距離時，感應到磁場的磁感應元件20將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電壓信號輸送給處理器(圖中未示出)，處理器記錄下輸送信號的磁感應元件20序列號(如NI，N2)，并通過差分算法得到靜磁柵源18的精確位置。
[0081]由圖9可見，前述的差分算法原理公式可簡化為:S= (N1+N2)/2*L，圖中NI = 11，N2 = 12，所以，S= (11+12)/2*6 = 69，單位是mm，故靜磁柵源的位移是69mm。
[0082]靜磁柵算法的原理參見圖10、圖11和圖12，它們分別為靜磁柵源18在磁感應元件20不同位置的三個狀態(tài)，用這三個狀態(tài)具體說明靜磁柵差分算法的原理。
[0083]由圖10可以看出，狀態(tài)一中感應到磁場的磁感應元件20序列號為NI = 1，N2 =2，N3 = 3，且NI，N2是由同一永磁體21感應，因此計算公式為S = ((N1+N2)/2+N3)/2*L，故 S = ((1+2)/2+3)/2*6 = 13.5，靜磁柵源 18 的位移是 13.5mm。
[0084]由圖11可以看出，狀態(tài)二中感應到磁場的磁感應元件20序列號為NI = 2，N2 =3，因此計算公式為S = (N1+N2) /2*L，故S = (2+3) /2*6 = 15，靜磁柵源18的位移是15mm。
[0085]由圖12可以看出，狀態(tài)三中感應到磁場的磁感應元件20序列號為NI = 2，N2 =3，N3 = 4，且N2，N3是由同一永磁體感應，因此計算公式為S = ((N2+N3)/2+N1)/2*L，故S=((3+4)/2+2)/2*6 = 16.5，靜磁柵源 18 的位移是 16.5mm。
[0086]本發(fā)明在結構上的創(chuàng)新
[0087]靜磁柵尺19是由多個磁感應元件20等距(L = 6mm)分布在電路板上并封裝在帶方管導槽23的鋁合金方管22外殼內(nèi)，靜磁柵源18則由一個或多個等間距永磁體21與鋁合金方塊組成。為達到高精度的位移解析，本發(fā)明進行了以下兩點的創(chuàng)新。
[0088]一、多組并行采集
[0089]在靜磁柵尺19的電路部分，多個磁感應元件20作為并行輸出單元(例如每單元包括八個磁感應元件20)將數(shù)據(jù)并行輸入處理器的采集端，按并行輸出單元采集將減少電路板上的采集線路及響應時間。多組并行采集就是多個永磁體21作用于磁感應元件20的正上方，同一永磁體21作用的磁感應元件20為一組，采集端將獲得多組感應數(shù)據(jù)。永磁體21的多少將決定感應得到數(shù)據(jù)組的多少，同時也將決定靜磁柵尺19解析位移的精度。根據(jù)本發(fā)明的差分算法原理，圖13至圖16說明一組和三組并行采集時，靜磁柵尺19解析位移精度的不同。在前述算法原理的介紹中就是兩組并行采集的例子，解析精度為1.5_，這里將不再贅述。由圖13至圖14可見，用一組采集時，永磁體21作用磁感應元件20有兩種狀態(tài)，狀態(tài)一兩個磁感應元件20在作用區(qū)的序列號為I，2，根據(jù)算法原理S = (1+2) /2*6 =9，位移為9mm。狀態(tài)二為只有一個磁感應元件20在作用區(qū)，序列號為2，S = 2*6 = 12，位移為12mm。這樣以此類推下去靜磁柵源18的位移分別為15mm、18mm、21mm......，因此一組采集的解析精度3_。由圖15至圖16可見，三組采集時也分兩種狀態(tài)，狀態(tài)一中磁感應元件20在作用區(qū)的序列號為I，2，3，4，5，且I和2 —組，3 一組，4和5 —組，根據(jù)算法原理S=((1+2)/2+3+(4+5)/2)/3*6 = 18，靜磁柵源18位移為18mm。由狀態(tài)二磁感應元件20在作用區(qū)的序列號分別為2，3，4，5，且2單獨一組，3單獨一組，4和5共一組，根據(jù)算法原理S=((2+3+(4+5)/2)/3*6 = 19，靜磁柵源18位移為19mm。這樣以此類推下去位移為20、21、22mm……，因此三組采集的解析精度為Imm0
[0090]由此可見，在多組并行采集的方法中，組數(shù)越多解析位移的精度就會越高，這是本發(fā)明結構的第一個特點。
[0091]二、永磁體作用范圍同感應元件之間間距非等大小排列
[0092]靜磁柵尺19內(nèi)的磁感應元件20之間是等距分布，靜磁柵源18的多個永磁體21之間也是等距分布，但是永磁體21作用范圍與磁感應元件20之間間距是非等大小排列的。在永磁體21數(shù)量相等的前提下，永磁體21作用范圍同磁感應元件20之間間距非等大小排列也會影響靜磁柵尺19解析位移精度。
[0093]以下為舉例說明，在算法原理說明中永磁體21作用范圍同磁感應元件20之間間距是非等大小排列的，永磁體21作用范圍大于磁感應元件20之間的間距，其解析精度為
1.5mmο圖中永磁體21作用范圍等于磁感應元件20之間的間距，由圖21至圖22可知，狀態(tài)一中磁感應元件20在作用區(qū)的序列號分別為I和3，根據(jù)算法原理S = (1+3)/2*6 = 12，靜磁柵源18位移為12_。狀態(tài)二中磁感應元件20在作用區(qū)的序列號分別為2和3，根據(jù)算法原理S = (2+3)/2*6 = 15，靜磁柵源18位移為15m