CN105466322B - 一种非接触式角位移变送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的非接触式角位移变送装置，为实现上述目的所采用的技术方案在于：包括设在壳体内的动作轴和电路板，壳体上设有进线孔，所述动作轴的下端通过轴套固定在壳体的底部，动作轴的上端穿过电路板中部的插孔后向上伸出，所述电路板上处于动作轴的两侧对称设有位移传感器，位移传感器分别连接电路板上的电源滤波电路和数模转换电路，数模转换电路连接电源滤波电路和接线端子。本发明可通过位移传感器将动作轴产生的位移变送为电流信号向外输出，检测精度高，输出准确，结构简单。

Description

一种非接触式角位移变送装置
技术领域：
本发明涉及一种位移变送装置，尤其涉及一种非接触式的角位移变送装置。
背景技术：
位移变送装置在很多工业领域中都有广泛的应用，位移变送装置是用来将各种执行机构动作产生的位移变送为用户需求的方便接收的标准信号。传统的角位移变送装置是通过运动轴转动带动齿轮转动，再通过齿轮传导带动电位器转动，改变电位器阻值，变送装置根据变位器的阻值变化输出相应的信号。但因为电位器的精度不高，导致变送装置检测精度不高，且动作轴受外力作用时容易引起电位器损坏，齿轮之间的传导也需要设计相对复杂的机械结构。
发明内容：
本发明为克服现有技术的不足，提供了一种非接触式角位移变送装置，其可通过位移传感器将动作轴产生的位移变送为电流信号向外输出，检测精度高，输出准确，结构简单。
本发明的非接触式角位移变送装置，为实现上述目的所采用的技术方案在于：包括设在壳体内的动作轴和电路板，壳体上设有进线孔，所述动作轴的下端通过轴套固定在壳体的底部，动作轴的上端穿过电路板中部的插孔后向上伸出，所述电路板上处于动作轴的两侧对称设有位移传感器，位移传感器分别连接电路板上的电源滤波电路和数模转换电路，数模转换电路连接电源滤波电路和接线端子。
作为本发明的进一步改进，所述电路板上还设有与位移传感器相连的方波信号发生电路，方波信号发生电路连接电源滤波电路，通过方波信号发生电路的调制滤波生成需要的方波信号进入位移传感器。
作为本发明的进一步改进，位移传感器依次通过信号滤波电路和信号放大电路连接数模转换电路，信号滤波电路和信号放大电路分别连接电源滤波电路，通过信号滤波电路和信号放大电路将信号进行滤波调整和放大，以便提高信号传递的精准性。
作为本发明的进一步改进，所述电源滤波电路通过电源变换电路分别连接方波信号发生电路和位移传感器，通过电源变换电路将工作电压降为基准电压提供给方波信号发生电路和位移传感器。
作为本发明的进一步改进，数模转换电路经过电位器连接接线端子，通过电位器来调节电流信号的输出偏差。
作为本发明的进一步改进，所述电位器包括零点调节电位器和量程调节电位器，零点调节电位器可调节低电流信号的输出偏差，量程调节电位器可以调节高电流信号的输出偏差。
作为本发明的进一步改进，电路板通过其四个角处开设的安装孔固定在壳体内的支柱上，其安装简便、稳定。
作为本发明的进一步改进，动作轴的上端设有防护盖，防护盖内开设有可容两个位移传感器伸入的防护槽，防护盖可对动作轴和位移传感器起到防护作用。
作为本发明的进一步改进，所述壳体的顶端连接有壳盖，壳盖可对处于壳体内部的结构起到防护作用。
本发明的有益效果为：本发明的原理是基于涡流效应，通过动作轴偏心旋转时产生的偏心位移来测量动作轴的旋转位移，动作轴旋转的角度通过位移传感器进行检测并由数模转换电路转换为工业标准的4-20mA的信号向外输出，其测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强。本发明采用两个位移传感器来感应动作轴的转动，由于动作轴在两个传感器中间转动，相互之间无接触，消除了彼此之间因接触而发生的磨损问题，即使在动作轴受外力等因素而发生位置改变时，也不会因碰触到电路板而发生损害电子元件的现象，其在长期工作中无磨损、可靠性好、不受油污等介质的影响、结构简单紧凑、易于安装，可以很好地在高温、多尘等恶劣环境下应用。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电路连接示意图；
图3为本发明中电路板的结构示意图。
具体实施方式：
参照图1、图2及图3，该非接触式角位移变送装置，包括设在壳体1内的动作轴2和电路板3，所述壳体1的顶端连接有壳盖20，外部线缆依次通过壳体1上设置的防水接头24、进线孔25进入壳体1内与电路板3上的接线端子7连接，所述动作轴2的下端通过轴套8固定在壳体1的底部，动作轴2的上端穿过电路板3中部的插孔9后向上伸出，电路板3通过其四个角处开设的安装孔16固定在壳体1内的支柱17上,电路板3上处于动作轴2的两侧对称设有位移传感器4，电路板3上处于动作轴2的两侧对称设有传感器端口26，位移传感器4穿过传感器端口26，其下端固定在壳体1的内底部，动作轴2的上端设有防护盖18，防护盖18内开设有可容两个位移传感器4的上端伸入的防护槽19，所述电路板3上设有电源滤波电路13、电源变换电路14、方波信号发生电路10、信号滤波电路11、信号放大电路12、数模转换电路6及接线端子7，电源滤波电路13分别连接信号滤波电路11、信号放大电路12及数模转换电路6，电源滤波电路13通过电源变换电路14分别连接位移传感器4和方波信号发生电路10，方波信号发生电路10连接位移传感器4，位移传感器4依次通过信号滤波电路11、信号放大电路12连接数模转换电路6，数模转换电路6经过电位器15连接接线端子7，所述电位器15包括零点调节电位器21和量程调节电位器22，电源滤波电路13连接接线端子7。
本发明的原理是：电路板3上的方波信号发生电路10产生方波信号进入位移传感器4的内线圈提供一个交变电流，可以在位移传感器4内线圈周围形成一个磁场，根据法拉第电磁感应定律，偏心导体内会激发出电涡流，根据楞兹定律，电涡流的磁场方向与线圈磁场正好相反，这将改变位移传感器4内线圈的阻抗值，而这个阻抗值的变化与位移传感器4线圈到被测物体之间的距离有关，距离的变化会引起阻抗变化，导致电压值的变化。
工作时，外部提供DC24V的外部电源5通过接线端子7接入电路板3，经过电源滤波电路13得到稳定的工作电压，此工作电压直接提供给数模转换电路6、信号放大电路12和信号滤波电路11，工作电压经过电源变换电路14降为稳定的2.5VDC作为基准电压提供给位移传感器4和方波信号发生电路10，方波信号发生电路10提供固定频率的方波进入位移传感器4，当动作轴2的转动引起偏心旋转时，此时两个位移传感器4中的一个将检测到动作轴2增加的距离、另一个将检测到动作轴2减少的距离，两个位移传感器4会各自产生一个与转动成线性关系的信号，此信号分别通过电路板3上的两个信号接口23进入电路板3，经过信号滤波电路11去除信号中的噪声信号和干扰，再经信号放大电路12放大以得到方便运算的信号传送给数模转换电路6，由数模转换电路6转换成与动作轴2的转动成正比的4-20mA的模拟信号，零点调节电位器21可以调节4mA处的输出偏差，量程调节电位器22可以调节20mA处的输出偏差，调解后的信号经接线端子7输出给外部。

Claims (8)

1.一种非接触式角位移变送装置，其特征在于：包括设在壳体(1)内的动作轴(2)和电路板(3)，壳体(1)上设有进线孔(25)，所述动作轴(2)的下端通过轴套(8)固定在壳体(1)的底部，动作轴(2)的上端穿过电路板(3)中部的插孔(9)后向上伸出，所述电路板(3)上处于动作轴(2)的两侧对称设有位移传感器(4)，位移传感器(4)分别连接电路板(2)上的电源滤波电路(13)和数模转换电路(6)，数模转换电路(6)连接电源滤波电路(13)和接线端子(7)，
所述电路板(3)上还设有与位移传感器(4)相连的方波信号发生电路(10)，方波信号发生电路(10)连接电源滤波电路(13)。
2.如权利要求1所述的一种非接触式角位移变送装置，其特征在于：位移传感器(4)依次通过信号滤波电路(11)和信号放大电路(12)连接数模转换电路(6)，信号滤波电路(11)和信号放大电路(12)分别连接电源滤波电路(13)。
3.如权利要求1所述的一种非接触式角位移变送装置，其特征在于：所述电源滤波电路(13)通过电源变换电路(14)分别连接方波信号发生电路(10)和位移传感器(4)。
4.如权利要求1所述的一种非接触式角位移变送装置，其特征在于：数模转换电路(6)经过电位器(15)连接接线端子(7)。
5.如权利要求4所述的一种非接触式角位移变送装置，其特征在于：所述电位器(15)包括零点调节电位器(21)和量程调节电位器(22)。
6.如权利要求1所述的一种非接触式角位移变送装置，其特征在于：电路板(3)通过其四个角处开设的安装孔(16)固定在壳体(1)内的支柱(17)上。
7.如权利要求1所述的一种非接触式角位移变送装置，其特征在于：动作轴(2)的上端设有防护盖(18)，防护盖(18)内开设有可容两个位移传感器(4)伸入的防护槽(19)。
8.如权利要求1所述的一种非接触式角位移变送装置，其特征在于：所述壳体(1)的顶端连接有壳盖(20)。
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