CN101561246A - 一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，它包括电刷组件、电阻组件、轴承组件以及端盖组件和电极组件。所述电刷组件包括一个用于固定连接转轴的绝缘体和固定连接在所述绝缘体上的电刷，所述电刷具有两个相互电连通的刷体；所述电阻组件包括固定设在所述端盖组件上的电阻体和设于所述电阻体上与所述刷体的运动轨道分别相配合的两个断口环状电阻膜，所述的断口环状电阻膜的断口处与所述电极组件连接。这样设计的角位移传感器不需要动触点、集流环及电极联接丝等构件就可实现达到其原本所具有的技术效果，这样就简化了结构、提高了传感器的使用性能。本发明可用于机械自动化领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种角位移传感器，尤其涉及一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，属于传感技术领域。
背景技术
角位移传感器有电位器式、电感式、电容式、光电式、超声波式和霍尔式角位移传感器等。目前，角位移传感器使用最为普遍的还是电位器式。电位器式角位移传感器的工作原理通常是在电位器上通以电源，把电阻变化转换为电压信号输出。电位器式角位移传感器又可分为绕线式和膜电阻式。绕线式角位移传感器结构简单、输出信号大、使用方便、价格低廉，但同时又存在分辨力差、高频特性差等缺点。
膜电阻式传感器就能够有效解决上述问题，且使用寿命也得到了提高，但是市场上常见的膜电阻式传感器是三触点输出式的，其中的动触点输出端存在动静转换的问题，而且需要设置集流环再用金属丝过渡联接到输出电极。其结构复杂，而且严重影响传感器的使用性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，它具有结构简单、使用性能优良的特点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，包括电刷组件、电阻组件、轴承组件以及端盖组件和电极组件，所述电刷组件包括一个用于固定连接转轴的绝缘体和固定连接在所述绝缘体上的电刷，所述电刷具有两个相互电连通的刷体；所述电阻组件包括固定设在所述端盖组件上的电阻体和设于所述电阻体上与所述刷体的运动轨道分别相配合的两个断口环状电阻膜，所述的断口环状电阻膜的断口处与所述电极组件连接。
本发明上述技术方案的实施，使得传统的膜电阻式角位移传感器的动触点输出端得以省略掉，其原本的动静转换问题得以彻底解决，并且简化了结构，同时使得传感器的使用性能大大提高。
作为优选，所述两个断口环状电阻膜为同心断口环状导电薄膜。
作为优选，所述导电薄膜是碳膜或导电塑料膜。
镀银导电薄膜的使用不仅使得本发明的检测精度得到提高，而且也使得本发明的使用寿命得到提高。
作为优选，所述的电极组件包括两块分别与两个所述导电薄膜的断口处的同一端相连的金属薄片。
金属薄片的使用能使导电薄膜其断口尽可能的小，即被测转轴在转动时，传感器上无信息反馈的时间段尽可能的小，甚至达到可以忽略不计的程度，这样就提高了本发明的实用性。
作为优选，所述的端盖组件包括底座和端盖，所述的底座和端盖的接近端均设有扣合槽，底座和端盖设有卡接所述扣合槽的紧固圈。
作为优选，所述的轴承组件包括分别设置在底座和端盖上的轴承、设置在轴承侧端起固定绝缘体和轴承轴向位置作用的挡圈。
作为优选，所述导电薄膜的断口所对应的弧度不大于0.17。
作为优选，所述刷体为弧状弹性体。
刷体为弧状弹性体，这样能够使之达到与所述电阻体最佳的接触状态。
作为优选，所述金属薄片为金属镀银电极片。
作为优选，所述的两个导电薄膜之间的距离为3.0～7.0mm。
作为优选，所述轴承为精密球轴承。
作为优选，所述底座轴向设有用于连接被测部件的连接螺孔。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明采用了具有两个弧形触头的电刷和与之运动轨道相配合的两个断口环状导电薄膜。这样设计的角位移传感器不需要动触点、集流环及电极连接丝等构件就可实现达到其原本所具有的技术效果，这样就简化了结构、提高了传感器的使用性能。
附图说明
图1是本发明一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器的装配主视图；
图2是本发明电刷的结构图；
图3是本发明电阻的结构图。
上述附图中，1是端盖，2是紧固圈，3是绝缘体，4是电刷，5是输出接线柱，6是电阻组件，7是挡圈，8是轴承，9是底座，10是转轴，11是镀银电极片，12是电阻体，13是导电薄膜，14是扣合槽、刷体15、外刷头16a和内刷头16b。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
实施例1
如图1、2和3所示，一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，包括端盖1、紧固圈2、绝缘体3、电刷4、输出接线柱5、电阻组件6、挡圈7、轴承8、底座9、镀银电极片11、电阻体12、导电薄膜13、扣合槽14、刷体15。转轴10并不是本发明的一个组件，但是本发明的某些组件可以是安装在转轴10上的。输出接线柱5是指与上述导电薄膜13上的镀银电极片11相连用于跟外电路连接所必须的一个通电接点。
本发明的上述的组件是如下连接的：电刷组件包括一个用于固定连接转轴10的绝缘体3和固定连接在绝缘体3上的弧状弹性刷体15；电阻组件6包括固定设在端盖组件上的电阻体12和设于电阻体12上与弧状弹性刷体15的运动轨道分别相配合的两个同心断口环状导电薄膜13，断口环状导电薄膜13的断口处与电极组件的镀银电极片11连接。所述断口环状是指圆环上仅有一处有着微小断口的近似圆环形的一种形状。电极组件包括两块分别与两个导电薄膜13的断口处的同一端相连的金属薄片。端盖组件包括底座9和端盖1，底座9和端盖1的接近端设有两个扣合槽14，底座9和端盖1上还设有卡接扣合槽14的两个紧固圈2。轴承组件包括分别设置在底座9和端盖1上的精密球轴承8、设置在精密球轴承8侧端的挡圈7，挡圈7的作用是固定绝缘体3和精密球轴承8它们的轴向位置。导电薄膜13的断口所对应的弧度为0.17。两个导电薄膜13之间的距离为7.0mm；底座9轴向设有用于连接被测部件的连接螺孔。
实施例2
与实施例1不同之处仅在于：电刷4仅有一个刷体15，但是刷体15是双头刷体。外刷头16a和内刷头16b两个刷头构成一个刷体15，刷头16a和刷头16b是弧形弹性体，它们一体连接并且是电连通的，这两个弧形弹性体连接紧密通常视为一个整体。镀银电极片11连接在在垂直于电阻体12的方向上并且是在电阻体12的背面，即从电阻体12上不粘附所述导电薄膜13的端面接出。
实施例3
与实施例2不同之处仅在于：两个导电薄膜13在立体角度看并不是同心断口环状，而且断口环状的断口处的点也不在同一平面上而是略有偏移，即断口环状略有螺旋，这样做可以实现无空白衔接，使得本发明传感器上无信息反馈的时间段为零。
工作原理：电阻是弧度为L、总阻值为R且均匀分布的导电薄膜13，电刷4在任意位置时对应的弧度为L1，I为恒流源的输出电流，则传感器输出电压信号为：Uα＝(L1/L)IR。
Claims (10)
1、一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，包括电刷组件、电阻组件、轴承组件以及端盖组件和电极组件，其特征在于：所述电刷组件包括一个用于固定连接转轴的绝缘体和固定连接在所述绝缘体上的电刷，所述电刷具有两个相互电连通的刷体；所述电阻组件包括固定设在所述端盖组件上的电阻体和设于所述电阻体上与所述刷体的运动轨道分别相配合的两个断口环状电阻膜，所述的断口环状电阻膜的断口处与所述电极组件连接。
2、根据权利要求1所述的一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，其特征在于：所述两个断口环状电阻膜为同心断口环状导电薄膜。
3、根据权利要求2所述的一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，其特征在于：所述导电薄膜是碳膜或导电塑料膜。
4、根据权利要求2或3所述的一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，其特征在于：所述的电极组件包括两块分别与两个所述导电薄膜的断口处的同一端相连的金属薄片。
5、根据权利要求1或2或3所述的一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，其特征在于：所述的端盖组件包括底座和端盖，所述的底座和端盖的接近端均设有扣合槽，底座和端盖设有卡接所述扣合槽的紧固圈。
6、根据权利要求1或2或3所述的一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，其特征在于：所述的轴承组件包括分别设置在底座和端盖上的轴承、设置在轴承侧端起固定绝缘体和轴承轴向位置作用的挡圈。
7、根据权利要求2或3所述的一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，其特征在于：所述导电薄膜的断口所对应的弧度不大于0.17。
8、根据权利要求1或2或3所述的一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，其特征在于：所述刷体为弧状弹性体。
9、根据权利要求4所述的一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，其特征在于：所述金属薄片为金属镀银电极片。
10、根据权利要求4所述的一种无动触点输出的双轨两点输出角位移传感器，其特征在于：所述的两个导电薄膜之间的距离为3.0～7.0mm；所述轴承为精密球轴承；所述底座轴向设有用于连接被测部件的连接螺孔。
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