CN204214397U - 角位移传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新旨在提供一种高精度中心抽头式的角位移传感器，包括外部壳体、对应设置于该壳体内的电阻体、电刷，所述电阻体为非闭合环装结构，且该电阻体分为电阻区、对应设置于非闭合环直径线左右两侧的前零位区、后零位区，所述电阻区位于电阻体非闭合环的两端，在非闭合环装的电阻体上设置有用于接地的中心抽头，所述中心抽头对应设置于电阻体非闭合环的前零位区和后零位区分界处的环状中部。

Description

角位移传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，尤其涉及一种角位移传感器。

背景技术

导电塑料角位移传感器是一种以正负电压输出与旋转角度呈函数关系的高精度位移传感器。它利用导电塑料在电气性能、工艺性能和机械性能等各方面的优异性能，替代原有的碳膜和金属膜电阻，使传感器在精度、寿命、输出平滑性及分辨率等各方面的性能都大大提高。其早期主要用于军事领域，当前随着技术的成熟已经被广泛应用于民用领域的位置反馈、位置检测及位移测量等各种场合。它主要由电阻体、转轴及电刷组件和壳体等几部分组成。其中，由导电塑料薄膜与绝缘基体组成的电阻体是确保传感器精确工作的基础，而电刷组件是保证传感器精度及其机械寿命的关键。对传感器整体结构设计的总体要求是，在保证机械强度及其电气性能的基础上尽量减小结构尺寸，使传感器的结构尽量紧凑，以便于安装使用。通常的导电塑料角位移传感器有三个引出端子，其工作原理为电阻分压原理，在传感器的工作电压接入端子与参考电位端子两端连接一单极恒定电压源，传感器通过电刷在导电塑料电阻体导轨上的移动获得输出，电刷的移动与被测位移一致，其输出电压与位移量成线性关系，其指标用线性度表示，该值越小，精密度越高，且输出的电压为正负两种电压信号，而上述输出正负电压信号的传感器，在某种意见上已不能满足实际的需求，同时上述输出正负电压信号的传感器的精确性还有待进一步的提高。因此，确有必要对现有的角度传感器进行改造，以克服现有传感器在使用中的不足。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种高精度中心抽头式的角位移传感器。

为了实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为：

设计一种角位移传感器，包括外部壳体、对应设置于该壳体内的电阻体、电刷，所述电阻体为非闭合环状结构，且该电阻体分为电阻区、对应设置于非闭合环直径线左右两侧的前零位区、后零位区，所述电阻区位于电阻体非闭合环的两端，在非闭合环状的电阻体上设置有用于接地的中心抽头，所述中心抽头对应设置于电阻体非闭合环的前零位区和后零位区分界处的环状中部。

进一步的，在所述非闭合环的电阻体内侧还开设有一凹槽，以形成修刻补偿区，所述凹槽与所述中心抽头位于同一直径线上。

优选的，所述中心抽头对应设置于非闭合环的电阻体的外环外侧。

优选的，所述中心抽头为由银浆形成的银浆导电层，该银浆导电层的宽度为0.3mm，所述银浆导电层与非闭合环上的前零位区和后零位区分界处的外环外侧电连接。

优选的，在所述壳体内侧、非闭合环的外侧开设有与所述银浆导电层形状匹配的银浆槽，所述银浆导电层对应设置于所述银浆槽内。

优选的，在所述壳体上还对应设置有中心抽头接线端子，该中心抽头接线端子与所述银浆导电层对应电连接。

本实用新型的有益效果在于：

1.本设计的角位移传感器中的导电塑料电阻体是其核心部件，本设计在该电阻体上设置中心抽头，并根据实际需要可在抽头的部位涂敷一层贯通的中导材料形成的导电层（即银浆导电层），以尽量使得本传感器确保“绝对”零位的存在，由于中导材料形成的导电层没有穿过电刷的运行轨道，也就消弥了由其引起的零位误差，以此确保本传感器的精度。

2.本实用新型通过在绝缘基体上、电刷运行轨迹的外边缘处嵌入式设置0.3mm宽的中导材料形成的导电层，以直接生成中心抽头，由于中心抽头是嵌在导电塑料的电阻体导轨的外沿上，使导轨在中心抽头处的面积发生变化，进而导致该局部的电阻发生改变，因此本实用新型通过设计局部的修刻补偿区技术加以弥补。因此，采用此种方式产生的中心抽头，确保了零位的“绝对”性。

3.本实用新型的电阻体采用导电塑料，通过热压工艺成型技术形成，其工作面平滑，且电磁兼容好，电刷采用钯铱合金材料，其工作噪声小，寿命超长，信号输出稳定。

4.本实用新型构思精妙，结构简单，在过零检测要求较高的场合颇受青睐，由于其零位精确，使其操控精准，节约了其控制成本，现已得到部分应用。

附图说明

图1为本实用新型的角位移传感器内部结构主要原理示意图；

图2为本实用新型的角位移传感器外部结构示意图；

图中：1.前零位区；2.电阻区；3.后零位区；4.银浆导电层；5.凹槽；6.正极电源端子；7.负极电源端子；8.电压信号输出端子；9.中心抽头接线端子；10.壳体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

实施例1：一种角位移传感器，参见图1，图2；它包括外部壳体10、对应设置于该壳体10内的电阻体、电刷，所述电阻体为非闭合环状结构，且该电阻体分为电阻区2、对应设置于非闭合环直径线左右两侧的前零位区1、后零位区3（前零位区1和后零位区左右关于直径线对称），如图1所示，电阻区2位于电阻体非闭合环的两端部，本实施例在非闭合环状的电阻体上设置有用于接地的中心抽头，该中心抽头为由银浆形成的银浆导电层，该银浆导电层的宽度为0.3mm，所述银浆导电层4与非闭合环上的前零位区1和后零位区3分界处（直径线）的外环外侧电连接。进一步的，在非闭合环的电阻体内侧还开设有一凹槽5，以形成修刻补偿区，该凹槽5与中心抽头位于同一直径线上。进一步的，本设计在所述壳体10内侧、非闭合环的外侧开设有与所述银浆导电层4形状匹配的银浆槽，所述的银浆导电层4对应设置于所述银浆槽内。同时，在所述壳体10上还对应设置有中心抽头接线端子9，该中心抽头接线端子9与所述银浆导电层4对应电连接。图2中，6为正极电源端子，7为负极电源端子，8为电压信号输出端子；其分别于前零位区、后零位区、电阻区对应连接，其具体连接方式为本领域内常规技术，且不为本实用新型的设计要点，本实施例在此不再过多赘述。

本实用新型提供的此种带有中心抽头的角位移传感器。采用非闭合环的环状电阻体，其环状电阻体的有效电气行程为340 o±5 o，本设计在有效电气行程的1／2处设置中心抽头，以形成角位移传感器的第四个引出端子（中心抽头接线端子），以该中心抽头接线端子作为角位移传感器新的“0”电位参考点，在双极电源的作用下，本角位移传感器可以输出正负两种电压信号，也可输出“0”；同时，在二维平面上，本角位移传感器输出为“0”时，即可认为被测物体处于水平位置状态，当角位移传感器有正负电压输出时，说明被测物体的水平位置状态发生偏离，其输出的绝对值越大，偏离也越大。由于本角位移传感器存在“0”和正负输出，可采用简单的过零检测技术，实现物体的空间位置反馈和控制问题。以提高其应用的广泛性和其高精度性。

虽然，本实用新型的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本实用新型的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本实用新型的精神，都在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种角位移传感器，包括外部壳体（10）、对应设置于该壳体（10）内的电阻体、电刷，所述电阻体为非闭合环状结构，且该电阻体分为电阻区（2）、对应设置于非闭合环直径线左右两侧的前零位区（1）、后零位区（3），其特征在于：所述电阻区（2）位于电阻体非闭合环的两端，在非闭合环状的电阻体上设置有用于接地的中心抽头，所述中心抽头对应设置于电阻体非闭合环的前零位区（1）和后零位区（3）分界处的环状中部。

2.如权利要求1所述的角位移传感器，其特征在于：在所述非闭合环的电阻体内侧还开设有以形成修刻补偿区的凹槽（5），所述凹槽（5）与所述中心抽头位于同一直径线上。

3.如权利要求2所述的角位移传感器，其特征在于：所述中心抽头对应设置于非闭合环的电阻体的外环外侧。

4.如权利要求3所述的角位移传感器，其特征在于：所述中心抽头为由银浆形成的银浆导电层，该银浆导电层的宽度为0.3mm，所述银浆导电层（4）与非闭合环上的前零位区（1）和后零位区（3）分界处的外环外侧电连接。

5.如权利要求4所述的角位移传感器，其特征在于：在所述壳体（10）内侧、非闭合环的外侧开设有与所述银浆导电层（4）形状匹配的银浆槽，所述银浆导电层（4）对应设置于所述银浆槽内。

6.如权利要求5所述的角位移传感器，其特征在于：在所述壳体（10）上还对应设置有中心抽头接线端子（9），该中心抽头接线端子（9）与所述银浆导电层（4）对应电连接。