專利名稱：一種檢測位移的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測量物體機(jī)械位移的裝置，具體涉及一種把機(jī)械轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的變換器。
使機(jī)械位移轉(zhuǎn)換為電學(xué)量的變換器目前主要有以下幾種差動變壓器、電容電橋、光柵位移變送器、電位器和光通量監(jiān)測器，其共同存在的不足之處，是變換器體積大，傳感元件與信號處理電路之間有較長的連接導(dǎo)線，監(jiān)測位移時容易受到干擾。
本實(shí)用新型目的是要提供一種檢測位移的裝置，減小變換器體積，消除測量過程中產(chǎn)生的干擾。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的由兩個相互絕緣的導(dǎo)電電極、一個電容器、電信號振蕩器、集成運(yùn)算放大器、檢波器、直流電源和絕緣材料制成的電路基板構(gòu)成變換器，一個導(dǎo)電電極與電信號振蕩器的輸出端相連，另一個導(dǎo)電電極與集成運(yùn)算放大器的一個輸入端相連，在集成運(yùn)算放大器的這個輸入端與輸出端之間并連著一個電容，或電信號振蕩器的輸出端與一個電容相連，電容的另一端與集成運(yùn)算放大器的一個輸入端相連，兩個互相絕緣的導(dǎo)電電極分別接在集成運(yùn)算放大器與電容相連的輸入端和輸出端上，集成運(yùn)算放大器的輸出端接在檢波器的輸入端上，電信號振蕩器和集成運(yùn)算放大器分別與直流電源相連，當(dāng)兩個互相絕緣的導(dǎo)電電極在被測對象作用下發(fā)生相對位移時，在檢波器的輸出端上得到與位移相關(guān)的電壓信號。
這種變換器需要的電子元件數(shù)量少，體積很小，同時由于信號源阻抗很低，具有良好的抗干擾性能。
實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。


圖1是根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種檢測位移的裝置構(gòu)成示意圖。
圖2是根據(jù)本實(shí)用新型提出的另一種檢測位移的裝置構(gòu)成示意圖。
圖3是本實(shí)用新型采用的一種電信號振蕩器電路構(gòu)成圖。
圖4是本實(shí)用新型采用的另一種電信號振蕩器電路構(gòu)成圖。
圖5是本實(shí)用新型采用的檢波器電路構(gòu)成圖。
圖6是根據(jù)本實(shí)用新型提出的一種檢測位移的裝置電路構(gòu)成示意圖。
以下結(jié)合附圖1、2、3、4、5、6詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)用新型提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
該裝置包括兩個互相絕緣的導(dǎo)電電極(1)和導(dǎo)電電極(2)、電信號振蕩器(3)、集成運(yùn)算放大器(4)、電容(5)、檢波器(6)、直流電源(7)和絕緣材料制成的基板(8)，集成運(yùn)算放大器(4)的輸出端與檢波器(6)的輸入端相連，直流電源(7)分別與電信號振蕩器(3)和集成運(yùn)算放大器(4)相連，導(dǎo)電電極(1)和導(dǎo)電電極(2)、電信號振蕩器(3)、集成運(yùn)算放大器(4)、電容(5)之間有兩種聯(lián)結(jié)方式，導(dǎo)電電極(1)與電信號振蕩器(3)的輸出端相連，導(dǎo)電電極(2)與集成運(yùn)算放大器(4)的一個輸入端相連，同時與電容(5)的一端相連，電容(5)的另一端與集成運(yùn)算放大器(4)輸出端相連如圖1，或?qū)щ婋姌O(1)與集成運(yùn)算放大器(4)的輸出端相連，導(dǎo)電電極(2)與集成運(yùn)算放大器(4)的一個輸入端相連，同時與電容(5)的一端相連，電容(5)的另一端與電信號振蕩器(3)的輸出端相連如圖2.電信號振蕩器(3)由檢查運(yùn)算放大器IC1、電阻R1、電阻R3、電阻R4和電容C2構(gòu)成，電容C2的一端與電阻R1一端相連，同時與集成運(yùn)算放大器IC1的一個輸入端相連，電阻R1的另一端與集成運(yùn)算放大器IC1輸出端相連，同時與電阻R3一端相連，電阻R3另一端與電阻R4一端相連，同時與集成運(yùn)算放大器IC1的另一個輸入端相連如圖3.電信號振蕩器(3)由數(shù)字集成電路IC2、數(shù)字集成電路IC3、電阻R5和電容C3構(gòu)成，數(shù)字集成電路IC2的輸入端與電阻R5一端相連，同時與電容C3輸入端相連，電阻R5另一端與數(shù)字集成電路IC2輸出端相連，同時與數(shù)字集成電路IC3輸入端相連，數(shù)字集成電路IC3輸出端同時與電容C3的另一端相連如圖4.檢波器(6)由半導(dǎo)體二極管D、電阻R6和電容C4構(gòu)成，半導(dǎo)體二極管D的一端與電阻R6相連，同時與電容C4一端相連，電阻R6另一端與電容C4另一端相連如圖5.集成運(yùn)算放大器(4)和集成運(yùn)算放大器IC1是制作在同一個半導(dǎo)體芯片的兩個集成運(yùn)算放大器。一種構(gòu)成方式是，導(dǎo)電電極(1)和集成運(yùn)算放大器IC1輸出端相連，同時和電阻R1、電阻R3一端相連，電阻R1另一端與集成運(yùn)算放大器IC1一個輸入端相連，同時和電容C2相連，電阻R3另一端和集成運(yùn)算放大器IC1另一個輸入端相連，同時與電阻R4一端相連，導(dǎo)電電極(2)與集成運(yùn)算放大器(4)的一個輸入端相連，同時電容(5)一端相連，電容(5)另一端與集成運(yùn)算放大器(4)輸出端相連，同時與半導(dǎo)體二極管D一端相連，半導(dǎo)體二極管D另一端與電阻一端相連，同時與電容C4一端相連，電容C4另一端與電阻R6另一端相連，直流電源(7)分別與集成運(yùn)算放大器IC1和集成運(yùn)算放大器(4)相連，集成運(yùn)算放大器(4)、電容(5)、半導(dǎo)體二極管D、電阻R6、電容C4、集成運(yùn)算放大器IC1、電阻R1、電阻R3、電阻R4、電容C2固定在基板(8)上如圖6.導(dǎo)電電極(1)和導(dǎo)電電極(2)分別具有圓柱形內(nèi)表面和圓柱形外表面。導(dǎo)電電極(1)和導(dǎo)電電極(2)是金屬材料制成的薄片狀電極，厚度0.01mm-3mm，面積0.5cm2-1000cm2。導(dǎo)電電極(1)和導(dǎo)電電極(2)是金屬絲網(wǎng)，厚度0.05mm-1mm，面積0.5cm2-1000cm2。電信號振蕩器(3)、集成運(yùn)算放大器(4)、電容(5)和檢波器(6)都固定在絕緣材料基板(8)上。
權(quán)利要求1.一種檢測位移的裝置，該裝置有直流電源(7)和絕緣材料制成的基板(8)，其特征在于還有兩個互相絕緣的導(dǎo)電電極(1)和導(dǎo)電電極(2)、電信號振蕩器(3)、集成運(yùn)算放大器(4)、電容(5)、檢波器(6)，集成運(yùn)算放大器(4)的輸出端與檢波器(6)的輸出端相連，直流電源(7)分別與電信號振蕩器(3)、集成運(yùn)算放大器(4)相連，導(dǎo)電電極(1)和導(dǎo)電電極(2)、電信號振蕩器(3)、集成運(yùn)算放大器(4)、電容(5)之間有兩種聯(lián)結(jié)方式，導(dǎo)電電極(1)與電信號振蕩器(3)的輸出端相連，導(dǎo)電電極(2)與集成運(yùn)算放大器(4)的一個輸入端相連，同時與電容(5)的一端相連，電容(5)的另一端與集成運(yùn)算放大器(4)的輸出端相連，或?qū)щ婋姌O(1)與集成運(yùn)算放大器(4)的輸出端相連，導(dǎo)電電極(2)與集成運(yùn)算放大器(4)的一個輸入端相連，同時與電容(5)的一端相連，電容(5)的另一端與電信號振蕩器(3)的輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是電信號振蕩器(3)由集成運(yùn)算放大器IC1、電阻R1、電阻R3、電阻R4和電容C2構(gòu)成，電容C2的一端于電阻R1的一端相連，同時與集成運(yùn)算放大器IC1的一個輸入端相連，電阻R1的另一端與集成運(yùn)算放大器IC1輸出端相連，同時與電阻R3一端相連，電阻R3另一端與電阻R4一端相連，同時與集成運(yùn)算放大器IC1的另一個輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是電信號振蕩器(3)由數(shù)字集成電路IC2、數(shù)字集成電路IC3、電阻R5和電容C3構(gòu)成，數(shù)字集成電路IC2的輸入端與電阻R5一端相連，同時與電容C3一端相連，電阻R5另一端與數(shù)字集成電路IC2輸出端相連，同時與數(shù)字集成電路IC3輸入端相連，數(shù)字集成電路IC3輸出端同時與電容C3的另一端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是檢波器(6)由半導(dǎo)體二極管D、電阻R6和電容C4構(gòu)成，半導(dǎo)體二極管D的一端與電阻R6一端相連，同時與電容C4一端相連，電阻R6另一端與電容C4另一端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是集成運(yùn)算放大器(4)和集成運(yùn)算放大器IC1是制作在同一個半導(dǎo)體芯片的兩個集成運(yùn)算放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征是導(dǎo)電電極(1)和集成運(yùn)算放大器IC1輸出端相連，同時和電阻R1、電阻R3一端相連，電阻R1另一端與集成運(yùn)算放大器IC1一個輸入端相連，同時和電容C2一端相連，電阻R3另一端和集成運(yùn)算放大器IC1另一端輸入端相連，同時與電阻R4～端相連，導(dǎo)電電極(2)與集成運(yùn)算放大器(4)的一個輸入端相連，同時與電容(5)的一端相連，電容(5)的另一端與集成運(yùn)算放大器(4)的輸出端相連，同時與半導(dǎo)體二極管D一端相連，半導(dǎo)體二極管D另一端與電阻R6一端相連，同時與電容C4一端相連，電容C4另一端與電阻R6另一端相連，直流電源(7)分別與集成運(yùn)算放大器IC1和集成運(yùn)算放大器(4)相連，集成運(yùn)算放大器(4)、電容(5)、半導(dǎo)體二極管D、電阻R6、電容C4、集成運(yùn)算放大器IC1、電阻R1、電阻R3、電阻R4、電容C2固定在基板(8)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是導(dǎo)電電極(1)和導(dǎo)電電極(2)分別具有圓柱形內(nèi)表面和圓柱形外表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是導(dǎo)電電極(1)和導(dǎo)電電極(2)是金屬材料制成的薄片狀電極，厚度0.01mm-3mm，面積0.5cm2-1000cm2。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是導(dǎo)電電極(1)和導(dǎo)電電極(2)是金屬絲網(wǎng)，厚度0.05mm-1mm，面積0.5cm2-1000cm2。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是電信號振蕩器(3)、集成運(yùn)算放大器(4)、電容(5)和檢波器(6)都固定在絕緣材料基板(8)上。
專利摘要一種檢測位移的裝置，由兩個互相絕緣的導(dǎo)電電極與振蕩器、運(yùn)算放大器和檢波器構(gòu)成，被檢測對象的位移引起兩個絕緣導(dǎo)電電極相對位置變化，使運(yùn)算放大器輸出的高頻電壓幅度改變，在檢波器輸出端產(chǎn)生與被測對象機(jī)械位移量相關(guān)的電壓信號，由于這種裝置體積小、反應(yīng)速度快、靈敏度高、抗干擾性能好，可用于工業(yè)生產(chǎn)過程和科學(xué)研究中多種對象的位移與振動測量，同時可用于監(jiān)測人體相關(guān)生理活動，例如連續(xù)監(jiān)測人體呼吸過程，并可用于安全警戒。
文檔編號G01B7/004GK2249889SQ95224619
公開日1997年3月19日 申請日期1995年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月13日
發(fā)明者張開遜 申請人:北京昌順物業(yè)管理有限責(zé)任公司