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非接觸位移傳感器的制作方法

文檔序號(hào):5828976閱讀:281來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:非接觸位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及電器件中的傳感器, 一種非接觸位移傳感器。
背景技術(shù)
現(xiàn)有的非接觸式位移傳感器,是采用漆包線繞制磁感應(yīng)線圈的傳統(tǒng)方法 制造,工藝復(fù)雜,重復(fù)性差,可靠性低,造價(jià)高。而接觸式位移傳感器,作 業(yè)時(shí)零件之間有摩擦,會(huì)產(chǎn)生慣性、噪音、漂移,影響精確度,使用時(shí)間長(zhǎng) 了還會(huì)磨損零件。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種非接觸位移傳感器,具有重復(fù)性好、生產(chǎn) 效率高、可靠性高、造價(jià)低、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。
非接觸位移傳感器,外形為圓筒狀,殼體內(nèi)一端安裝用于支撐FPC線圈 支撐圓筒的前端支撐環(huán)和前軸套,另一端安裝有定位軸套、PCB電路板和后 蓋,滑動(dòng)桿安置在兩端軸套之間,可以軸向運(yùn)動(dòng),在滑動(dòng)桿上同心固定有空心 圓柱狀的金屬導(dǎo)體塊,在FPC線圈支撐圓筒的內(nèi)表面粘接有兩個(gè)印刷電感 FPC線圈,F(xiàn)PC線圈和導(dǎo)體塊之間有約lmm的間隙,信號(hào)線焊接在電路板上 并通過(guò)后蓋上面的小孔引出;傳感器電路對(duì)稱設(shè)置產(chǎn)生高頻電磁磁場(chǎng)。
該傳感器與傳統(tǒng)的接觸式位移傳感器不同,它的滑動(dòng)桿由精密軸套支撐, 僅存在滑動(dòng)桿與精密軸套的摩擦,與傳感器主體的其他部分不產(chǎn)生滑動(dòng)磨損, 因此摩擦力小、使用壽命大大延長(zhǎng),'漂移也低于傳統(tǒng)位移傳感器,同時(shí)不存 在滑動(dòng)噪音,具有重復(fù)性好、生產(chǎn)效率高、可靠性高、造價(jià)低等特點(diǎn)。由于 慣性小、動(dòng)作靈活,對(duì)被測(cè)對(duì)象的影響小,可以應(yīng)用在高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合。它 的分辨力僅由位移量決定,故分辨力極高。由于采用FPC工藝,使得該傳感器 生產(chǎn)成本大大降低,銷(xiāo)售價(jià)格是目前市場(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品的50%。以上特點(diǎn)使得這種 非接觸式位移傳感器得以廣泛應(yīng)用于機(jī)床、測(cè)試裝置、機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備等 領(lǐng)域。

圖1是本設(shè)計(jì)傳感器結(jié)構(gòu)示意圖; 圖2是本設(shè)計(jì)傳感器電路示意圖;具體實(shí)施方式
非接觸位移傳感器采用高頻電磁線圈原理設(shè)計(jì),所用高頻電磁線圈-印刷
電感FPC線圈采用薄膜柔性線路板制造工藝加工而成,傳感器外形為圓筒狀, 見(jiàn)圖1:其特征在于結(jié)構(gòu)是殼體3內(nèi)一端安裝定位前軸套1和前端支撐環(huán)2, 另一端安裝有后軸套8、 PCB電路板10和后蓋9, FPC線圈支撐圓筒4由前 端支撐環(huán)2和后軸套8支撐,在FPC線圈支撐圓筒4的內(nèi)表面粘接有兩個(gè)巻 成圓筒形的FPC線圈,線圈信號(hào)線11焊接在電路板上并通過(guò)后蓋9上面的小 孔引出;滑動(dòng)桿7軸向置于前軸套1和后軸套8之間,可以軸向水平運(yùn)動(dòng), 空心圓柱狀的金屬導(dǎo)體6同心固定在滑動(dòng)桿7的一側(cè)上,F(xiàn)PC線圈5和導(dǎo)體 塊6之間有約lmm的間隙。
電路包括以下元器件
三極管TR1二2SC4944, TR2=HN1C01
電阻R1二1K, R2=100, R6=R7=R8=R9=10K
電容Cl=C2=0.1uF, C7 = 100pF
印刷電感線圈Ll, L2
本設(shè)計(jì)傳感器的電路說(shuō)明見(jiàn)圖2:感應(yīng)線圈Ll與L2相串聯(lián),中間接點(diǎn) 與電源相連,另兩端與電容C7并聘后, 一端與三極管TR1A、 TR2A的集電 極相連,另一端與三極管TR1B、 TR2B的集電極相連。其中,三極管TR1A 的基極與TR2A的發(fā)射極相連,三極管TR1B的基極與TR2B的發(fā)射極相連。 三極管TR1A與TR1B的發(fā)射極相連后,連接R1、 R2到地。同時(shí),三極管 TR2A與TR2B的集電極,分別與電容C1、 C2相連,Cl、 C2的另一端分別 連接到三極管TR2B、 TR2A的基極,實(shí)現(xiàn)反饋。電阻R7—端與電源連接, 一端與R6串聯(lián)后接地,R7、 R6的連接點(diǎn)同時(shí)與三極管TR2A的基極連接, 為三極管TR2A提供工作電位Vbl。 R9、 R8以同樣的連接方式,為三極管 TR3提供工作電位Vb2。三極管TR2A與TR2B的集電極電位Vcl和Vc2作 為此電路的輸出信號(hào),送放大器進(jìn)行放大處理。本設(shè)計(jì)傳感的技術(shù)參數(shù)
精度0.5%FS7. 電源電壓5VDC±10%8. 工作電流<4mA 機(jī)械行程大約24mm 溫度漂移<±2.5%FS 存儲(chǔ)溫度—40°C 105°C
輸出負(fù)載阻抗大于IOKQ 中點(diǎn)漂移<±0.5%FS 輸出電壓大約輸入電壓的10% 90% 有效電氣行程20mm 工作溫度—40。C 105。C 摩擦力<0.1N
防護(hù)等級(jí)IP40
工作時(shí),F(xiàn)PC線圈在電路的驅(qū)動(dòng)下,形成平衡的高頻振蕩,在兩組線圈 中就會(huì)產(chǎn)生平衡的高頻電磁場(chǎng)。當(dāng)滑動(dòng)桿在軸套的支撐下軸向滑動(dòng),帶動(dòng)固 定于其上的導(dǎo)體塊在線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),兩個(gè)電磁場(chǎng)的平衡受 到破壞,從而產(chǎn)生一個(gè)誤差電壓信號(hào),該信號(hào)經(jīng)過(guò)放大以后輸出,就成為傳
感器的輸出信號(hào)。
權(quán)利要求1、非接觸位移傳感器,外形為圓筒狀,其特征在于殼體內(nèi)一端安裝用于支撐FPC線圈支撐圓筒的前端支撐環(huán)和前軸套,另一端安裝有定位軸套、PCB電路板和后蓋,滑動(dòng)桿安置在兩端軸套之間,可以軸向運(yùn)動(dòng),在滑動(dòng)桿上同心固定有空心圓柱狀的金屬導(dǎo)體塊,在FPC線圈支撐圓筒的內(nèi)表面粘接有兩個(gè)印刷電感FPC線圈,F(xiàn)PC線圈和導(dǎo)體塊之間有約1mm的間隙,信號(hào)線焊接在電路板上并通過(guò)后蓋上面的小孔引出;電路對(duì)稱設(shè)置產(chǎn)生高頻電磁磁場(chǎng)。
專利摘要非接觸位移傳感器,外形為圓筒狀,殼體內(nèi)一端安裝用于支撐FPC線圈支撐圓筒的前端支撐環(huán)和前軸套,另一端安裝有定位軸套、PCB電路板和后蓋,滑動(dòng)桿安置在兩端軸套之間,可以軸向運(yùn)動(dòng),在滑動(dòng)桿上同心固定有空心圓柱狀的金屬導(dǎo)體塊,在FPC線圈支撐圓筒的內(nèi)表面粘接有兩個(gè)印刷電感FPC線圈,F(xiàn)PC線圈和導(dǎo)體塊之間有約1mm的間隙,信號(hào)線焊接在電路板上并通過(guò)后蓋上面的小孔引出;傳感器電路對(duì)稱設(shè)置產(chǎn)生高頻電磁磁場(chǎng)。該傳感器摩擦力小、使用壽命大大延長(zhǎng),漂移也低于傳統(tǒng)位移傳感器,同時(shí)不存在滑動(dòng)噪音,具有重復(fù)性好、生產(chǎn)效率高、可靠性高、造價(jià)低等特點(diǎn),得以廣泛應(yīng)用于機(jī)床、測(cè)試裝置、機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G01D5/12GK201145582SQ20072018500
公開(kāi)日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者孫仁濤, 軍 張, 王曉雯 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)儀表科學(xué)研究院
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