1.背景技术

目前，工业生产所依赖的机械设备对精度的要求越来越高，对于关键部件，深知微米级别的位置变化也会引发严重的问题。典型的例子为数控机床，对于《中国制造2025》提出的制造强国的发展战略来说，是首要的重点研究对象。对于国际上大型机床厂商生产的多自由度柔性加工高端数控机床，对精度的要求往往在10μm以内。但是随着由于机床工作热变形引起的热误差，甚至可达100μm，对热误差的研究必须借助能够对多维度热误差进行测量的位移传感器。

电涡流传感器得益于其灵敏度高、抗干扰能力强、非接触测量、响应速度快、不受油水介质影响的优良特性，是工业现场常用的位移传感器。目前，已有的电涡流传感器，对于核心敏感元件电涡流线圈的封装方式为圆柱形，在进行安装时，轴向方向会占用大量空间，对于多维度位移测量，当需要安装多个电涡流传感器时，就必须留出足够的空间进行安装。机床内部某个零部件需要进行热变形测量时，根本没有足够的空间用于安装现有的电涡流传感器。

2.主要内容

一种三维电涡流传感器测头，包括底座，定义空间垂直相交的三个方向分别为X方向、Y方向和Z方向，底座上固定有彼此相互垂直的第一PCB基板、第二PCB基板和第三PCB基板，三个PCB基板的内侧分别固定有轴线沿X方向延伸的第一电涡流线圈、轴线沿Y方向延伸的第二电涡流线圈和轴线沿Z方向延伸的第三电涡流线圈，三个电涡流线圈的轴线垂直相交，各PCB基板上均开设有两个供对应电涡流线圈的线圈头焊接固定的焊盘孔。各电涡流线圈分别通过胶粘连接结构固定于对应的PCB基板上。

3.创新点

通过三个轴线垂直相交的电涡流线圈来对待测量部位的变形进行三维测量，电涡流线圈则直接固定于PCB基板上，利用PCB基板作为电涡流线圈的载体，电涡流线圈的线圈头则焊接固定于PCB基板上的焊盘孔中，用于通电，省去传统技术中电涡流线圈的用于封装的圆柱形外壳，大大缩短了测量装置的轴向尺寸，可以应用于一些对轴向尺寸要求较为严格的环境中使用。