CN218765181U - 一种位移传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种位移传感器，包括壳体、载片、探针和盖板，载片包括呈环状的弹性支撑片和应变放大片，应变放大片对称设于弹性支撑片的两侧，应变放大片远离弹性支撑片的一侧固设有应变片；探针设于壳体的通孔内，探针的一端用于接触弹性支撑片的下端，另一端沿轴向延伸至壳体的外侧、并用于与工件接触；盖板分别固设在壳体的两端，盖板的内壁固设有电路板，电路板与应变片电连接。通过本申请提供的弹性支撑片在探针的作用下产生形变，应变放大片贴合弹性支撑片，可以放大应变量，提高信噪比，使应变放大片上的应变片产生信号输出到电路板，因此，本申请载片在受较小的作用力能够产生较大的表面应变，进而可提高本实用新型位移传感器的测量精度。

Description

一种位移传感器

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，特别涉及一种位移传感器。

背景技术

位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量。

中国专利公开号CN215296146U公开了一种测量构件变形的电阻应变式四侧位移传感器，包括有东侧位移传感器、南侧位移传感器、西侧位移传感器、北侧位移传感器和水平框架辅助装置，东侧位移传感器包括弹性敏感低碳钢元件、低碳钢连接片、弹性敏感低碳钢元件、上卡头，电阻应变片、下卡头和下表面电阻应变片，然而该传感器的信噪比和灵敏度均有待提升，无法应用在高精度的测量场合。

因此，如何改善信噪比、以提升位移传感器测量精度是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单，拆装方便，测量精度高的位移传感器。

为实现上述目的，本实用新型提供一种位移传感器，包括：

壳体，呈柱状，且设有通孔；

载片，固设于壳体的上端面，载片包括均为环状的弹性支撑片和应变放大片，应变放大片对称设于弹性支撑片的两侧，应变放大片远离弹性支撑片的一侧固设有应变片；

探针，设于通孔内，且可沿通孔的轴向移动，探针的一端用于接触弹性支撑片的下端，另一端沿轴向延伸至壳体的外侧、并用于与工件接触；

盖板，分别固设在壳体的两端，盖板的内壁固设有电路板，电路板与应变片电连接。

一种位移传感器，盖板包括上盖板和下盖板，上盖板固定连接在壳体的上端，以使载片位于上盖板内；下盖板设有穿插孔，下盖板穿过探针且与壳体的下端固定连接。

一种位移传感器，弹性支撑片设有接触部，接触部的一端延伸至弹性支撑片的内侧边沿，接触部用于与探针接触；应变放大片设置有放置部，放置部的一端延伸至应变放大片的内侧边沿，放置部的一侧用于安装应变片，另一侧用于贴合接触部。

一种位移传感器，弹性支撑片的外径与应变放大片的外径相等。

一种位移传感器，探针的两端分别设置有球型探头。

一种位移传感器，通孔内固设有导向组件，探针穿过导向组件，以使探针在通孔内沿轴向移动。

一种位移传感器，导向组件包括第一导向件和第二导向件，第一导向件固设于通孔的中部，第二导向件固设于通孔的底部。

一种位移传感器，第一导向件和第二导向件均为直线轴承。

一种位移传感器，探针上设置有限位件，限位件包括第一限位件和第二限位件，第一限位件固设在位于第一导向件和第二导向件之间的探针上，第二限位件固设在位于壳体外侧的探针上。

一种位移传感器，第一限位件和第二限位件均为限位螺钉。

对于上述背景技术，本实用新型所提供的位移传感器，包括壳体、载片、探针和盖板，在组装时，仅需将探针设于通孔内，载片固定在壳体的上端面，盖板与壳体的上下两端固定连接，结构简单。

使用过程中，本实用新型所提供的壳体相对于工件保持静止，由于工件移动进而使探针产生轴向方向位移，且探针的一端与弹性支撑片的下端接触，弹性支撑片在探针的作用下产生形变，由于应变片贴合弹性支撑片，能够放大应变量，提高信噪比，使应变放大片上的应变片产生信号输出到电路板，通过应变片测量载片的应变，进而计算出探针的轴向位移；由于本申请载片在受较小的作用力能够产生较大的表面应变，进而可提高传感器的测量精度。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的位移传感器主剖示意图；

图2为本申请实施例所提供的载片主剖示意图；

图3为本申请实施例所提供的弹性支撑片俯视结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的应变放大片俯视结构示意图。

其中：

1-壳体、2-载片、3-应变片、4-探针、5-电路板、6-上盖板、7-下盖板、8-导向组件、9-限位件、

11-通孔、21-弹性支撑片、211-接触部、22-应变放大片、221-放置部、41-球型探头。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

参见图1-图4，本申请提供一种位移传感器，包括：

壳体1，呈柱状，且设有通孔11，即通孔11为贯穿的孔；载片2，固设于壳体1的上端面，即载片2位于通孔11的上端，载片2包括呈环状的弹性支撑片21和应变放大片22，应变放大片22对称设于弹性支撑片21的两侧，应变放大片22远离弹性支撑片21的一侧固设有应变片3；探针4设置呈柱状，且设于通孔11内，且可沿通孔11的轴向移动，探针4的一端用于接触载片2的下端，另一端沿轴向方向延伸至壳体1的外侧、并用于与工件接触；盖板固设在壳体1的两端，盖板的内壁固定有电路板5，电路板5与应变片3电连接。

由于本申请提供的位移传感器包括壳体1、载片2、探针4和盖板，进行组装时，只需将探针4设于通孔内，载片2固定在壳体1的上端面，盖板与壳体1的上下两端固定连接，使壳体1为封闭状态，进而本申请提供的位移传感器结构简单，组装方便。

使用过程中，本申请壳体1相对于工件保持静止，由于工件移动进而使探针4产生轴向方向位移，由于探针4的一端与载片2的下端接触，载片2在探针4的作用下产生形变，由于载片2上设置有应变片3，载片2产生形变以使应变片3产生信号输出到电路板5，通过应变片3测量载片2的应变，进而计算出探针4的轴向位移；由于本申请载片2在受较小的作用力能够产生较大的表面应变，进而提高位移传感器的测量精度。

盖板包括上盖板6和下盖板7，上盖板6固定连接在壳体1的上端，以使载片2位于上盖板6内，进而起到保护载片2和应变片3的作用，上盖板6的内壁固定有电路板5，电路板5与应变片3电连接，上盖板6的上端面设有穿线孔，用于电路板5的信号线排放；下盖板7，设有穿插孔，下盖板7穿过探针4且与壳体1的下端固定连接，上盖板6和下盖板7与壳体1的连接均为螺纹连接，即壳体1外壁设置有外螺纹，上盖板6和下盖板7的内壁均设置有内螺纹。

本申请实施例中，如说明书附图2-4所示，载片2包括弹性支撑片21，弹性支撑片21的两侧对称设置有应变放大片22，弹性支撑片21为环状，即中部为通孔，且弹性支撑片21具有弹性；弹性支撑片21设有接触部211，接触部211的一端延伸至弹性支撑片21的内侧边沿，也即本申请弹性支撑片21在径向方向上设置有接触部211，由于接触部211的一侧与弹性支撑片21的内侧边沿连接，进而接触部211为悬臂梁结构，将接触部211的中心处设为接触点，该接触点用于与探针4接触，以使弹性支撑片21产生形变。

应变放大片22为环状，即中部为通孔，应变放大片22设置有放置部221，放置部221的一端延伸至应变放大片22的内侧边沿，放置部221的一侧用于安装应变片3，本申请实施例中，应变片3粘接在放置部221上，也可将应变片3卡扣在放置部221上，放置部221另一侧供用于贴合接触部211，本申请应变放大片22的形状与弹性支撑片21的形状相似，以使应变放大片22完全贴合在弹性支撑片21上，且放置部221的长度小于接触部211的长度，进而保证探针4与接触部211时，放置部221不干涉探针4的移动。

本申请弹性支撑片21和应变放大片22均设有安装孔，进而弹性支撑片21和应变放大片22通过螺钉或者螺丝可拆卸固定在壳体1的上端面，该安装孔沿周向排列，安装孔的数量可根据安装固定程度确定，本申请弹性支撑片21的外径与应变放大片22的外径相等，且壳体1上端面的外径与弹性支撑片21的外径相等，进而保证弹性支撑片21和应变放大片22完全贴合在壳体1的上端面。

本申请实施例中，可通过调节弹性支撑片21的厚度来调节探针4移动时受到阻尼的大小，进而可以调节位移传感器的阻尼，进而提高位移传感器的测量精度，由于位移传感器阻尼的限制，弹性支撑片21的厚度受到限制，如果探针4产生位移时，弹性支撑片21的表面应变比较小，会造成应变片3输出信号微弱，信噪比较低，导致测量精度降低，通过应变放大片22贴合弹性支撑片21，且应变放大片22的弹性模量大于应变片3，及远小于弹性支撑片21，因此不会对传感器阻尼产生较大影响，又可以放大应变量，提高信噪比。因此在满足弹性模量介于弹性支撑片和应变片之间的前提下，调整应变放大片22的弹性模量和厚度可以调节位移传感器的输出灵敏度，进而提高位移传感器的灵敏度。

本申请实施例中，探针4的两端分别设置有球型探头41，球型探头41采用硬度较高的材料制作，例如金刚石，进而避免球型探头41发生弹性形变或者磨损带来的误差，进而提高位移传感器的工作稳定性。

本申请实施例中，通孔11内固设有导向组件8，探针4穿过导向组件8，以使探针4在通孔11内沿轴向移动，也即保证探针4在通孔11内的中心轴线上移动，始终保证探针4与接触部211的接触点接触。导向组件包括第一导向件和第二导向件，第一导向件和第二导向件均为直线轴承，本申请实施例中所使用的直线轴承为现有技术直接应用，因此对于直线轴承的具体结构在本申请中没有进行公开，本申请仅对直线轴承的工作原理展开说明，由于直线轴承中的承载球与轴承外套点接触，钢球以最小的摩擦阻力滚动，因此直线轴承具有摩擦小，且比较稳定，不随轴承速度而变化，能获得灵敏度高、精度高的平稳直线运动。

第一导向件固设于通孔11的中部，第二导向件固设于通孔11的底部，本申请第一导向件和第二导向件可通过过盈装配固设在通孔11内，或者壳体1的侧壁设有锁紧孔，通过锁紧螺丝进而保证第一导向件和第二导向件固定在通孔11内。

本申请实施例中，探针4上设置有限位件9，限位件9包括第一限位件和第二限位件，第一限位件和第二限位件均为限位螺钉或者销轴，第一限位件和第二限位件的长度均大于探针4的直径，且小于通孔11的内径，以使起到限位作用，且不干涉探针4的轴向移动，第一限位件固设在位于第一导向件和第二导向件之间的探针4上，通过第一限位件的设置以使探针4始终位于导向件8内，当探针4有轴向位移时，保证探针4与接触部211的接触点接触，第二限位件固设在位于壳体1外侧的探针4上，防止探针4轴向位移过大导致位置传感器的构件损坏。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型所提供的一种位移传感器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种位移传感器，其特征在于，包括：

壳体(1)，呈柱状，且设有通孔(11)；

载片(2)，固设于所述壳体(1)的上端面，所述载片(2)包括呈环状的弹性支撑片(21)和应变放大片(22)，所述应变放大片(22)对称设于所述弹性支撑片(21)的两侧，所述应变放大片(22)远离所述弹性支撑片(21)的一侧固设有应变片(3)；

探针(4)，设于所述通孔(11)内，且可沿所述通孔(11)的轴向移动，所述探针(4)的一端用于接触所述弹性支撑片(21)的下端，另一端沿所述轴向延伸至所述壳体(1)的外侧、并用于与工件接触；

盖板，分别固设在所述壳体(1)的两端，所述盖板的内壁固设有电路板(5)，所述电路板(5)与所述应变片(3)电连接。

2.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于：所述盖板包括上盖板(6)和下盖板(7)，所述上盖板(6)固定连接在所述壳体(1)的上端，以使所述载片(2)位于所述上盖板(6)内；所述下盖板(7)设有穿插孔，所述下盖板(7)穿过所述探针(4)且与所述壳体(1)的下端固定连接。

3.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于：所述弹性支撑片(21)设有接触部(211)，所述接触部(211)的一端延伸至所述弹性支撑片(21)的内侧边沿，所述接触部(211)用于与所述探针(4)接触；所述应变放大片(22)设置有放置部(221)，所述放置部(221)的一端延伸至所述应变放大片(22)的内侧边沿，所述放置部(221)的一侧用于安装所述应变片(3)，另一侧用于贴合所述接触部(211)。

4.根据权利要求3所述的位移传感器，其特征在于：所述弹性支撑片(21)的外径与所述应变放大片(22)的外径相等。

5.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于：所述探针(4)的两端分别设置有球型探头(41)。

6.根据权利要求1所述的位移传感器，其特征在于：所述通孔(11)内固设有导向组件(8)，所述探针(4)穿过所述导向组件(8)，以使所述探针(4)在所述通孔(11)内沿所述轴向移动。

7.根据权利要求6所述的位移传感器，其特征在于：所述导向组件(8)包括第一导向件和第二导向件，所述第一导向件固设于所述通孔(11)的中部，所述第二导向件固设于所述通孔(11)的底部。

8.根据权利要求7所述的位移传感器，其特征在于：所述第一导向件和所述第二导向件均为直线轴承。

9.根据权利要求7或8所述的位移传感器，其特征在于，所述探针(4)上设置有限位件(9)，所述限位件(9)包括第一限位件和第二限位件，所述第一限位件固设在位于所述第一导向件和所述第二导向件之间的所述探针(4)上，所述第二限位件固设在位于所述壳体(1)外侧的所述探针(4)上。

10.根据权利要求9所述的位移传感器，其特征在于，所述第一限位件和所述第二限位件均为限位螺钉。

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