CN102089627A - 位置传感器 - Google Patents
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Abstract
磁式位置传感器是已知的，其包括一构成在载体上的带状电阻、一与带状电阻间隔开的带状导线、一可运动地被支承的接触器件，该接触器件用于在带状电阻和带状导线之间建立局部的电连接。接触器件是磁铁，该磁铁将带状导线的各个区段吸引到带状电阻上并且以这种方式闭合与带状电阻的接触。缺陷在于，位置传感器的制造成本比较高。在按照本发明的位置传感器中，制造成本得以降低。按照本发明，所述带状导线(5)构成在一个弹性薄膜(12)上，所述接触器件(6)在该弹性薄膜(12)上沿着带状导线(5)可运动地被支承并且这样地作用到带状导线(5)上，使得产生与带状电阻(2)的局部接触。
Description
技术领域
本发明涉及一种按照独立权利要求所述类型的位置传感器。
背景技术
由DE 196 48 539 A1已知一种磁式位置传感器，包括一构成在载体上的带状电阻、一与带状电阻间隔开的带状导线、一可运动地被支承的接触器件，该接触器件用于在带状电阻和带状导线之间建立局部的电连接。该接触器件是磁铁，该磁铁将带状导线的各个区段吸引到带状电阻上并且以这种方式闭合与带状电阻的接触。缺陷在于位置传感器的制造成本比较高。
发明内容
按照本发明的、具有独立权利要求所述特征的位置传感器相对于此具有以下优点：位置传感器得以简化并且由此降低了制造成本，其方式是带状导线构成在弹性薄膜上，并且接触器件可运动地支承在带状导线上并且这样地对带状导线作用，使得产生与带状电阻的局部接触。
通过在从属权利要求中说明的措施，在独立权利要求中给出的磁式位置传感器的有利的改进构成和改善方案是可能的。
特别有利的是，在带有带状电阻的载体和带有带状导线的弹性薄膜之间设置有一框架状的间距保持件，该间距保持件在带状电阻和带状导线的区域内具有一空槽，弹性薄膜被张紧在该空槽上面。接触器件可以按这种方式将弹性薄膜局部地压低到带状电阻上，从而在带状导线和带状电阻之间产生局部接触。在接触元件运动时，接触点并且因而位置传感器的电阻改变。
此外有利的是，弹性薄膜粘贴、钎焊或者熔焊在间距保持件上，因为这种固定特别简单且经济。
按照一种有利的实施方式，弹性薄膜是由聚酰亚胺或聚酯制成的薄膜，因为这些材料确保高的弹性。例如，聚酯薄膜具有由玻璃制成的涂层。
非常有利的是，接触器件是球或者圆柱形的或圆锥形的滚轮并且由磁化的或者磁性的材料制成，因为接触器件能以这种方式与磁铁元件磁耦合并且通过磁铁元件的运动能运动到带状导线上方。
也有利的是，载体、弹性薄膜、间距保持件和接触器件在一个传感器壳体中密封地封闭，其中，接触器件在传感器壳体的导向结构中能平移运动地被支承，因为按这种方式实现一种封装的传感器。
此外有利的是，在传感器壳体外部设有一磁铁元件，该磁铁元件与接触器件磁耦合。磁耦合能实现一种完全封装的传感器壳体。没有机械耦合的套管，由此传感器壳体仅需静态密封。
另外有利的是，将所述位置传感器用作油箱物位探测器，因为油箱物位探测器应对于燃料箱是燃料密封的，以便排除燃料对带状电阻和带状导线及其接触结构的有害影响。
有利的是，带状导线由能导电的膏制成，因为电布局图可以按这种方式以印制方法简单地制造。
此外有利的是，能导电的膏由聚合物材料构成，因为以这种方式实现施加在弹性薄膜上的带状导线的高弹性。能导电的膏用能导电的颗粒填充。
有利的是，能导电的颗粒由银和/或铜构成。以这种方式确保良好的导电能力。
也有利的是，带状导线在其表面上配设有一防腐蚀层，因为以这种方式确保在传感器的使用寿命期间良好的信号质量。
有利的是，在能导电的膏和防腐蚀层之间置入一个扩散阻隔层，因为以该方式阻止能导电的颗粒的材料扩散到表面上，这否则会导致污染表面。
有利的是，扩散阻隔层由镍构成，而金作为防腐蚀层施加，因为以这种方式实现传感器的良好的信号质量和高的使用寿命。
在一种有利的构型中，能导电的颗粒由镍或铝构成并且用金进行涂层，因为以这种方式可以取消在带状导线上的单独的防腐蚀层。
附图说明
在附图中简化示出本发明的实施例并在下面的描述中对其进行详细阐述。
图1示出按照本发明的位置传感器的剖视图，
图2示出按照本发明的位置传感器的分解图，以及
图3示出按照本发明的位置传感器的整体视图。
具体实施方式
图1示出一按照本发明的位置传感器的剖视图，该位置传感器例如是磁式位置传感器。
该传感器具有一电绝缘的载体1，在该载体上施加有一层状的带状电阻2。按照该实施例，带状电阻2是弧形的，但也可以是直线形的或者具有任意其他的形状。带状电阻2具有预定的电阻。带状电阻2经由层状的连接轨道3与电接头4电连接。载体1的带状电阻2和连接轨道3借助所谓的厚层或薄层技术或者以其他方式施加在载体1上。在一个与载体1平行的平面内并且因而与带状电阻2间隔开地设有一带状导线5，该带状导线的电阻大致与连接轨道3的电阻相等，但比带状电阻2的电阻小很多。带状导线5在投影中与带状电阻2重叠或者说基本上覆盖该带状电阻。带状导线5经由一个层状的连接轨道9与一个电接头10电连接。可运动地设置的接触器件6在带状电阻2和带状导线5之间局部地建立电接触。
磁式位置传感器是将一个输入电压分成两个可变的分电压或者将一个总电阻分成两个分电阻的电位计。分电压或分电阻根据可运动地构造的接触器件6的位置得到。
按照本发明，带状导线5构成在一个弹性薄膜12上，并且接触器件6在该弹性薄膜12上沿着带状导线5可运动地被支承并作用到带状导线5上，使得产生与带状电阻2的局部接触。接触器件6可以重力式地、亦即以其自重借助磁力和/或借助弹簧作用到带状导线5上，使得产生与带状电阻2的局部接触。为了在接触器件6和弹性薄膜12之间达到小的摩擦，接触器件6是球或者圆柱形的或圆锥形的滚轮，该球或滚轮在弹性薄膜12上滚动。接触器件6由磁化的或者可磁化的或磁性的材料制成，例如由钢制成。接触器件6当然也可以是永久磁铁。
在带有带状电阻2的载体1和带有带状导线5的弹性薄膜12之间设置有一框架状的间距保持件13，该间距保持件在带状电阻2和带状导线5的区域内具有一连续的空槽14，弹性薄膜12被张紧在该空槽上面。例如，弹性薄膜12粘贴、钎焊或者熔焊在间距保持件13上。弹性薄膜12例如由聚酰亚胺或聚酯制成。
带状导线5由能导电的膏制成，该膏由聚合物材料、例如环氧树脂构成。通过聚合物实现施加在弹性薄膜上的带状导线5的高弹性。膏用能导电的颗粒填充，以便调节导电能力。
在第一实施例中，能导电的颗粒由银和/或铜构成。在带状导线5上可施加一防腐蚀层，以便确保在传感器的使用寿命期间良好的信号质量。在能导电的膏和防腐蚀层之间可设有一个扩散阻隔层，该扩散阻隔层阻止能导电的颗粒的材料扩散到表面上。否则该扩散会导致污染表面。扩散阻隔层例如可由镍构成，而防腐蚀层可由金构成。
在第二实施例中，能导电的颗粒由镍或铝构成并且用金涂层。由此可以取消在带状导线上的单独的防腐蚀层并且取消扩散阻隔层。
在第三实施例中，带状导线5由紧凑的能导电的层构成，该层是金属薄膜并且利用该层能实现较高的机械承载能力。金属薄膜通过层压或粘贴施加。
带状导线的布局图可通过腐蚀金属薄膜来制造。施加的金属薄膜可以不仅形成带状导线、而且也承担并且本身已经集成了其他功能、例如间距保持件的功能或者提供合适的钎焊几何形状。
载体1、弹性薄膜12、间距保持件13和接触器件6在一个传感器壳体15中密封地封闭，其中接触器件6在传感器壳体15的导向结构16中能平移运动地被支承。导向结构16在带状电阻2的方向上延伸。在传感器壳体15外部设有一磁铁元件20，该磁铁元件与接触器件6磁耦合。磁铁元件20与一线形或能转动地支承的装置机械耦联，该装置的位置可以例如利用浮子确定。该浮子例如经由一杠杆臂能转动地被支承。磁铁元件20也固定在该能转动地支承的浮子臂上。在磁铁元件20运动时，接触器件6随着运动，由此在带状导线5和带状电阻2之间的电连接的位置被改变或者说移动，从而产生其他的分电阻或其他的分电压。
图2示出按照本发明的磁式位置传感器的分解图。在按照图2的传感器中，相对于按照图1的传感器相同或者作用相同的部件通过相同的附图标记标出。图3示出按照本发明的磁式位置传感器的整体视图。
在按照图3的传感器中，相对于按照图1和图2的传感器相同的或者作用相同的部件通过相同的附图标记标出。
Claims (17)
1.位置传感器，包括一构成在载体上的带状电阻、一与该带状电阻间隔开的带状导线、一可运动地被支承的接触器件，该接触器件用于在该带状电阻和该带状导线之间建立局部的电连接，其特征在于，所述带状导线(5)构成在一弹性薄膜(12)上，所述接触器件(6)在所述弹性薄膜(12)上沿着所述带状导线(5)可运动地被支承并且这样地作用到所述带状导线(5)上，使得产生与所述带状电阻(2)的局部接触。
2.根据权利要求1所述的位置传感器，其特征在于，在带有所述带状电阻(2)的载体(1)和带有所述带状导线(5)的弹性薄膜(12)之间设置有一框架状的间距保持件(13)，该间距保持件在所述带状电阻(2)和所述带状导线(5)的区域内具有一空槽(14)，所述弹性薄膜(12)被张紧在所述空槽上面。
3.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，所述弹性薄膜(12)被粘贴、钎焊或者熔焊在所述间距保持件(13)上。
4.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，所述弹性薄膜(12)是由聚酰亚胺制成的薄膜。
5.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，所述接触器件(6)是球或者圆柱形的或圆锥形的滚轮。
6.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，所述接触器件(6)由磁化的或者磁性的材料制成。
7.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，所述载体(1)、所述弹性薄膜(12)、所述间距保持件(13)和所述接触器件(6)在一传感器壳体(15)中密封地被封闭，所述接触器件(6)在所述传感器壳体(15)的导向结构(16)中能平移运动地被支承。
8.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，在所述传感器壳体(15)外部设有一磁铁元件(20)，该磁铁元件与所述接触器件(6)磁耦合。
9.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，所述磁铁元件(20)能绕一转动轴线转动地被支承。
10.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，所述带状导线(5)由能导电的膏制成。
11.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，所述能导电的膏由聚合物材料构成，该聚合物材料被能导电的颗粒填充。
12.根据权利要求11所述的位置传感器，其特征在于，所述能导电的颗粒由银和/或铜构成。
13.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，所述带状导线在其表面上配设有一防腐蚀层。
14.根据上述权利要求中任一项所述的位置传感器，其特征在于，在所述能导电的膏和所述防腐蚀层之间设有一扩散阻隔层。
15.根据权利要求14所述的位置传感器，其特征在于，所述扩散阻隔层由镍构成，并且金作为防腐蚀层被施加。
16.根据权利要求11所述的位置传感器，其特征在于，所述能导电的颗粒由镍或铝构成并且以金涂层。
17.油箱物位探测器，包括按照上述权利要求中任一项所述的位置传感器。
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