專利名稱：一種基于磁敏角度技術的拉線式位移傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量設備，特別是一種基于磁敏角度技術的拉線式位移傳感器。
二背景技術：
傳統(tǒng)的拉線式位移傳感器采用電位器式位移傳感器，它通過電位器元件將機械位 移轉(zhuǎn)換成與之成線性或任意函數(shù)關系的電阻或電壓輸出。普通直線電位器和圓形電位器都 可分別用作直線位移和角位移傳感器。但是，為實現(xiàn)測量位移目的而設計的電位器，要求在 位移變化和電阻變化之間有一個確定關系。電位器式位移傳感器的可動電刷與被測物體相 連。物體的位移引起電位器移動端的電阻變化。阻值的變化量反映了位移的量值，阻值的 增加還是減小則表明了位移的方向。通常在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化轉(zhuǎn)換為 電壓輸出。傳統(tǒng)的拉線式位移傳感器由于其電刷移動時電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸 出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統(tǒng)中用作位移反饋元件，則過大的階躍 電壓會引起系統(tǒng)振蕩。因此在電位器的制作中應盡量減小每匝的電阻值。同時，電位器式 傳感器的另一個主要缺點是易磨損，分辨力差，阻值偏低，高頻特性差，從而導致測量精度 的下降。
三
實用新型內(nèi)容針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術缺陷，本實用新型之目的就是提供一種基于磁敏 角度技術的拉線式位移傳感器，可有效解決拉線式位移傳感器接觸不良、易損壞、高頻特 性差、測量精度差等問題，其解決的技術方案是，包括輪轂、傳動軸和磁鐵，輪轂裝在傳動軸 上，傳動軸裝在輪轂兩側的軸承內(nèi)，輪轂一側裝有與傳動軸相連的回復彈簧，傳動軸一端裝 有磁鐵，靠磁鐵外側裝有與磁鐵相配應的數(shù)據(jù)處理器，本實用新型結構簡單，新穎獨特，使 用方便，測量精度高，機械接觸好，壽命好，可靠性差，高頻響應特性好，通過通信接口可以 直接與應用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的交換。
四
圖1為本實用新型的結構主視圖。圖2為本實用新型的數(shù)據(jù)處理器結構框示圖。
五具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施作詳細說明。由圖1、2所示，本實用新型包括輪轂、傳動軸和磁鐵，輪轂4裝在傳動軸1上，傳動 軸1裝在輪轂兩側的軸承2內(nèi)，輪轂4 一側裝有與傳動軸相連的回復彈簧3，傳動軸1 一端 裝有磁鐵5，靠磁鐵外側裝有與磁鐵相配應的數(shù)據(jù)處理器6。為了保證使用效果，所說的數(shù)據(jù)處理器6是由數(shù)據(jù)處理單元(如80C51單片機等 微處理器)兩側的磁敏角度感應器和輸入/輸出模塊(器)經(jīng)通信接口相連組成，磁敏角度感應器置于靠磁鐵5 —側的數(shù)據(jù)處理單元的輸入端，輸入/輸出模塊(器)置于數(shù)據(jù)處 理單元另一側的輸出端；所說的通信接口可以是RS232接口、RS485接口 ；所說的磁敏角度 感應器與磁鐵安裝在同一軸線上。本實用新型的工作情況是，拉線的鋼繩纏繞在輪轂上，因輪轂與磁鐵連接在一起， 當拉線產(chǎn)生位移的時候，帶動輪轂的轉(zhuǎn)動，輪轂的轉(zhuǎn)動造成與輪轂的軸連接的磁鐵轉(zhuǎn)動，從 而磁鐵的磁場產(chǎn)生一個變化的角度。拉線運動發(fā)生的時候，回復彈簧使拉線具備一定的張 力，確保拉線的位移與磁敏角度的比例關系。因磁敏角度感應器與磁鐵安裝在同一軸線上， 有效用來感應磁鐵角度的變化，并用微處理器讀取磁敏角度信息，將磁敏角度運算為拉線 的位移；設計通訊接口，微處理器通過通信接口接收來自應用系統(tǒng)的命令并將位移信息通 過通信接口返回給應用系統(tǒng)。由上述情況可以看出，本實用新型是基于磁敏角度技術的拉線式位移傳感器以磁 場為傳輸載體，將拉線位移轉(zhuǎn)換為磁場角度位移，并將位移信號通過通信接口返回給應用 系統(tǒng)，在應用時，為了提高測量精度，改變傳統(tǒng)的拉線式位移傳感器接觸式、易磨損、高頻特 性差等缺點，基于磁敏角度技術的拉線式位移傳感器以磁場為媒介，將機械位移變化轉(zhuǎn)化 為磁場角度變化，一方面解決傳統(tǒng)拉線位移傳感器的接觸方式，另一方面減少了磨損、提高 了系統(tǒng)高頻特性，從而確保位移檢測精度。數(shù)據(jù)處理運算器，用于對接收到的磁敏角度信號 通過數(shù)學模型運算為拉線的位移信號。通信接口，通過通信接口與應用系統(tǒng)的設備進行通 信，接收來自應用系統(tǒng)設備的命令并將采集到的位移信號反饋給應用系統(tǒng)，而且在工作中， 消除了機械接觸，使用壽命長、高頻響應特性好，通過通信接口可以直接與應用系統(tǒng)進行數(shù) 據(jù)的交換，提高了數(shù)據(jù)采集精度及穩(wěn)定性和可靠性，降低了位移傳感器的應用門檻，是拉線 式位移傳感器的創(chuàng)新。還要指出的是，本實用新型各部件均為市售產(chǎn)品，本實用新型的貢獻在于，將它們 經(jīng)科學、合理的組合在一起，構成一種新型的基于磁敏角度技術的拉線式位移傳感器，有效 用于被測物體產(chǎn)生的位移，達到測量之目的，上述僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非 對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非 用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內(nèi)， 當可利用上述揭示的技術內(nèi)容作出些更動或者修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫 離本實用新型技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單 修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內(nèi)。
權利要求一種基于磁敏角度技術的拉線式位移傳感器，包括輪轂、傳動軸和磁鐵，其特征在于，輪轂(4)裝在傳動軸(1)上，傳動軸(1)裝在輪轂兩側的軸承(2)內(nèi)，輪轂(4)一側裝有與傳動軸相連的回復彈簧(3)，傳動軸(1)一端裝有磁鐵(5)，靠磁鐵外側裝有與磁鐵相配應的數(shù)據(jù)處理器(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于磁敏角度技術的拉線式位移傳感器，其特征在于，所說 的數(shù)據(jù)處理器(6)是由數(shù)據(jù)處理單元兩側的磁敏角度感應器和輸入/輸出模塊經(jīng)通信接口 相連組成，磁敏角度感應器置于靠磁鐵(5) —側的數(shù)據(jù)處理單元的輸入端，輸入/輸出模塊 置于數(shù)據(jù)處理單元另一側的輸出端。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于磁敏角度技術的拉線式位移傳感器，其特征在于，所說 的磁敏角度感應器與磁鐵安裝在同一軸線上。
專利摘要本實用新型涉及基于磁敏角度技術的拉線式位移傳感器，可有效解決拉線式位移傳感器接觸不良、易損壞、高頻特性差、測量精度差等問題，其解決的技術方案是，包括輪轂、傳動軸和磁鐵，輪轂裝在傳動軸上，傳動軸裝在輪轂兩側的軸承內(nèi)，輪轂一側裝有與傳動軸相連的回復彈簧，傳動軸一端裝有磁鐵，靠磁鐵外側裝有與磁鐵相配應的數(shù)據(jù)處理器，本實用新型結構簡單，新穎獨特，使用方便，測量精度高，機械接觸好，壽命好，可靠性差，高頻響應特性好，通過通信接口可以直接與應用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的交換。
文檔編號G01D5/12GK201583246SQ20102004116
公開日2010年9月15日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權日2010年1月13日
發(fā)明者劉艷, 單國全, 盧印舉, 蘇玉, 馬芳 申請人:中州大學