一種位移傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種位移傳感器。該位移傳感器包括均為線(xiàn)性電位計(jì)的第一電位器和第二電位計(jì)，第一電位器的第一電阻器的前端接電源Vcc，后端接地COM；第二電位計(jì)的第二電阻器的前端接電源Vcc，后端接地COM；第一電位器的第一電刷與第二電位計(jì)的第二電刷通過(guò)一絕緣的電刷架相連以使得第一電刷和第二電刷保持同時(shí)滑動(dòng)；第一電刷與第二電刷同時(shí)滑動(dòng)時(shí)，第一電位器的輸出電壓增減趨勢(shì)與第二電位計(jì)的輸出電壓增減趨勢(shì)相反并且兩者之和保持不變。通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)可知，第一電位器和第二電位計(jì)的輸出電壓之商只與電刷位置相關(guān)而不會(huì)受到電源Vcc的電壓大小變化而改變，所以提高了位移傳感器對(duì)供電電壓的抗干擾性，提高了測(cè)量準(zhǔn)確度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種位移傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳感器，尤其涉及一種位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在很多領(lǐng)域中普遍采用的位移傳感器(直線(xiàn)位移傳感器和角度位移傳感器兩類(lèi))，都是利用直線(xiàn)電位計(jì)或角度電位計(jì)的原理，用一個(gè)單路的相對(duì)電壓的輸出代表相應(yīng)的位置。但是，如果供電的電壓波動(dòng)，就會(huì)造成輸出電壓的波動(dòng)，也就是傳感器所表示位置的變化，傳感器對(duì)供電電壓的抗干擾性較弱，容易造成測(cè)量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，而提供一種位移傳感器，以提高傳感器對(duì)供電電壓的抗干擾性，提高測(cè)量準(zhǔn)確度。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種位移傳感器,包括均為線(xiàn)性電位計(jì)的第一電位器和第二電位器，第一電位器的第一電阻器的前端接電源Vcc，后端接地COM;第二電位器的第二電阻器的前端接電源Vcc,后端接地COM ;第一電位器的第一電刷與第二電位器的第二電刷通過(guò)一絕緣的電刷架相連以使得第一電刷和第二電刷保持同時(shí)滑動(dòng)；第一電刷與第二電刷同時(shí)滑動(dòng)時(shí)，第一電位器的輸出電壓增減趨勢(shì)與第二電位器的輸出電壓增減趨勢(shì)相反并且兩者之和保持不變。
[0006]進(jìn)一步地，第一電阻器與第二電阻器的電阻值、長(zhǎng)度均相等；
[0007]進(jìn)一步地，第一電阻器與第二電阻器并排，第一電阻器的后端的位置對(duì)應(yīng)著第二電阻器的前端的位置。
[0008]進(jìn)一步地，電刷架移動(dòng)時(shí)，第一電刷與第二電刷同時(shí)同向移動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步地,第一電位器還包括作為第一電位器輸出端的第一導(dǎo)電條，第一電刷電連接第一電阻器與第一導(dǎo)電條，第一導(dǎo)電條與第一電阻器并排。
[0010]進(jìn)一步地，第二電位器還包括作為第二電位器輸出端的第二導(dǎo)電條，第二電刷電連接第二電阻器與第二導(dǎo)電條，第二導(dǎo)電條與第二電阻器并排。
[0011]進(jìn)一步地，第一電阻器的兩端分別串聯(lián)分壓電阻Rl和R2，第二電阻器的兩端分別串聯(lián)分壓電阻R3和R4，電阻Rl的電阻值等于電阻R3電阻值，電阻R2電阻值等于電阻R4電阻值。
[0012]進(jìn)一步地，第一電阻器與第二電阻器均為直線(xiàn)型電阻器。
[0013]進(jìn)一步地，第一電阻器與第二電阻器均為圓弧型電阻器，兩者的中心軸共線(xiàn)。
[0014]進(jìn)一步地，電刷架繞著第一電阻器與第二電阻器的中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0016]本實(shí)用新型中第一電位器和第二電位器為線(xiàn)性輸出，輸出電壓趨勢(shì)相反且輸出電壓之和不變，兩個(gè)電位計(jì)還同時(shí)接入同一個(gè)電源Vcc和接地COM之間，因而兩個(gè)電位計(jì)的電阻器兩端電壓一致，通過(guò)數(shù)學(xué)推導(dǎo)可知，在某一位置上，第一電位器和第二電位器的輸出電壓之商不會(huì)受到電源Vcc的電壓大小變化而改變，所以提高了位移傳感器對(duì)供電電壓的抗干擾性，提高了測(cè)量準(zhǔn)確度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu)圖
[0018]圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的兩路輸出電壓與電刷架行程關(guān)系圖
[0019]圖3為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的正面示意圖
[0020]圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的圖3中H-H截面部分剖視圖
【具體實(shí)施方式】
[0021]為了更充分理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步介紹和說(shuō)明。
[0022]本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0023]第一實(shí)施例的位移傳感器為直線(xiàn)位移傳感器，包括均為線(xiàn)性電位計(jì)的第一電位器10和第二電位器20，因此有兩路輸出:V1和V2。
[0024]第一電位器10包括第一電阻器11、第一電刷12、第一導(dǎo)電條13(即第一電位器10輸出端VI)、電阻Rl和電阻R2。第一電刷12電連接第一電阻器11與第一導(dǎo)電條13。第一導(dǎo)電條13與第一電阻器11并排且與第一電阻器11的長(zhǎng)度一致。
[0025]第二電位器20包括第二電阻器21、第二電刷22、第二導(dǎo)電條23(即第二電位器20輸出端V2)、電阻R3和電阻R4。第二電刷22電連接第二電阻器21與第二導(dǎo)電條23，第二導(dǎo)電條23與第二電阻器21并排。第一電阻器11與第二電阻器21均為直線(xiàn)型電阻器。
[0026]第一電阻器11的前端111通過(guò)電阻Rl接電源Vcc，后端112通過(guò)電阻R2接地COM。第二電阻器21的前端211通過(guò)電阻R3接電源Vcc，后端212通過(guò)電阻R4接地COM。電阻Rl的電阻值等于電阻R3電阻值，電阻R2電阻值等于電阻R4電阻值。最佳的實(shí)施方式是電阻Rl、電阻R2、電阻R3和電阻R4的電阻值均相同(允許電阻值在較小的誤差范圍內(nèi))。電阻Rl和電阻R2是用于避免第一電位器10的輸出電壓出現(xiàn)零，避免商錯(cuò)誤(即分母為零的情況)。同理，電阻R3和電阻R4也是用于避免商錯(cuò)誤。
[0027]為避免兩路輸出電壓之比出現(xiàn)商錯(cuò)誤，還可以選擇在第一電阻器11和第二電阻器21的兩端分別設(shè)置限位片，讓第一電刷12不能夠滑動(dòng)至第一電阻器11的兩端盡頭、第二電刷22不能夠滑動(dòng)至第二電阻器21的兩端盡頭，其原理與兩端串聯(lián)分壓電阻一樣。根據(jù)同樣的原理，也可以在其他機(jī)械結(jié)構(gòu)上直接限制第一電刷12和第二電刷22的滑動(dòng)行程來(lái)避免商錯(cuò)誤。
[0028]如圖1所示，第一電阻器11與第二電阻器21的電阻值、長(zhǎng)度均相等。第一電阻器11與第二電阻器21并排，第一電阻器11的后端112的位置對(duì)應(yīng)著第二電阻器21的前端211的位置，即第一電阻器11與第二電阻器21的方向相反。第一電阻器11、第二電阻器21的這種結(jié)構(gòu)和位置關(guān)系是位移傳感器的實(shí)施方式中比較簡(jiǎn)單、容易制造的一種方案，對(duì)于降低位移傳感器的成本來(lái)說(shuō)非常有利。
[0029]第一電位器10的第一電刷12與第二電位器20的第二電刷22通過(guò)絕緣電刷架30相連以使得第一電刷12和第二電刷22保持同時(shí)滑動(dòng)。電刷架30由拉桿牽引運(yùn)動(dòng)，拉桿與第一電位器10和第二電位器20保持平行。位移傳感器要測(cè)量的便是電刷架30的位移(gp拉桿的位移)。電刷架30移動(dòng)時(shí),第一電刷12與第二電刷22同時(shí)同向同速度移動(dòng)。由于第一電阻器11與第二電阻器21的方向相反，因此第一電刷12與第二電刷22同時(shí)同向同速度滑動(dòng)時(shí)，第一電位器10的輸出電壓增減趨勢(shì)與第二電位器20的輸出電壓增減趨勢(shì)相反并且兩者之和保持不變(互補(bǔ)關(guān)系)。
[0030]第一實(shí)施例的兩路輸出電壓與電刷架30行程關(guān)系如圖2所示。圖2中橫軸為電刷架30行程，豎軸為輸出電壓。AC為輸出端Vl的輸出電壓，BD為輸出端V2的輸出電壓。當(dāng)電刷架30在某個(gè)位置G時(shí)，輸出端Vl的輸出電壓為FG，輸出端V2的輸出電壓EG，因此輸出電壓之比為FG:EG。
[0031]由相似三角形原理可知:
[0032](1)FG/AD=CG/CD
[0033](2) EG/BC=DG/DC
[0034](3) AD=BC
[0035](4) CD=DC
[0036]可得:FG/EG=CG/DG
[0037]因此，輸出端Vl的輸出電壓與輸出端V2的輸出電壓之比只與電刷架30所在位置有關(guān)，與電源Vcc的電壓大小以及第一電阻器11和第二電阻器21所加載的電壓大小無(wú)關(guān)。由此可知第一電位器10和第二電位器20的輸出電壓之比不受外部電壓的影響，提升了位移測(cè)量的準(zhǔn)確度。
[0038]本實(shí)用新型第二實(shí)施例如圖3和圖4所示。第二實(shí)施例中位移傳感器為角度位移傳感器。與第一實(shí)施例不同的地方在于:第一電阻器41與第二電阻器51均為圓弧型電阻器，兩者的中心軸共線(xiàn)；電刷架60繞著第一電阻器41與第二電阻器51的中心軸旋轉(zhuǎn)。第一電刷42和第二電刷52是在電刷架60的帶動(dòng)下同時(shí)作圓周運(yùn)動(dòng)。第一電阻器41、第一導(dǎo)電條43、第二導(dǎo)電條53和第二電阻器51依次排列。
[0039]以上陳述僅以實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，以便于讀者更容易理解，但不代表本實(shí)用新型的實(shí)施方式僅限于此，任何依本實(shí)用新型所做的技術(shù)延伸或再創(chuàng)造，均受本實(shí)用新型的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種位移傳感器，包括均為線(xiàn)性電位計(jì)的第一電位器和第二電位器，其特征在于，所述第一電位器的第一電阻器的前端接電源Vcc，后端接地COM;所述第二電位器的第二電阻器的前端接電源Vcc，后端接地COM ;所述第一電位器的第一電刷與第二電位器的第二電刷通過(guò)一絕緣的電刷架相連以使得第一電刷和第二電刷保持同時(shí)滑動(dòng)；所述第一電刷與第二電刷同時(shí)滑動(dòng)時(shí)，所述第一電位器的輸出電壓增減趨勢(shì)與第二電位器的輸出電壓增減趨勢(shì)相反并且兩者之和保持不變。
2.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述第一電阻器與第二電阻器的電阻值、長(zhǎng)度均相等。
3.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述第一電阻器與第二電阻器并排，所述第一電阻器的后端的位置對(duì)應(yīng)著第二電阻器的前端的位置。
4.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述電刷架移動(dòng)時(shí)，所述第一電刷與第二電刷同時(shí)同向移動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述第一電位器還包括作為第一電位器輸出端的第一導(dǎo)電條，所述第一電刷電連接第一電阻器與第一導(dǎo)電條，所述第一導(dǎo)電條與第一電阻器并排。
6.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述第二電位器還包括作為第二電位器輸出端的第二導(dǎo)電條，所述第二電刷電連接第二電阻器與第二導(dǎo)電條，所述第二導(dǎo)電條與第二電阻器并排。
7.如權(quán)利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述第一電阻器的兩端分別串聯(lián)分壓電阻Rl和R2，所述第二電阻器的兩端分別串聯(lián)分壓電阻R3和R4，所述電阻Rl的電阻值等于電阻R3電阻值，所述電阻R2電阻值等于電阻R4電阻值。
8.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的位移傳感器，其特征在于，所述第一電阻器與第二電阻器均為直線(xiàn)型電阻器。
9.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的位移傳感器，其特征在于，所述第一電阻器與第二電阻器均為圓弧型電阻器，兩者的中心軸共線(xiàn)。
10.如權(quán)利要求9所述的位移傳感器，其特征在于，所述電刷架繞著第一電阻器與第二電阻器的中心軸旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號(hào)】G01B7/02GK203615888SQ201320844527
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】張國(guó)政 申請(qǐng)人:張國(guó)政