專利名稱：線位移導電塑料頻率輸出傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種線位移傳感器，尤其涉及一種線位移導電塑料頻率輸出傳感 器。
背景技術：
導電塑料除具普通塑料的優點外，同時還擁有類金屬的特性，也是一種能用于傳 感器的新型敏感材料。作為敏感材料，用特殊工藝將DAP(鄰苯二甲酸二稀丙脂)電阻漿料 覆在成型的絕緣基體上，加熱聚合成薄膜變阻滑軌(即電阻體)，繼而制成傳感器。為實現 測量位移目的而設計的傳感器，要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定函數關系。位 移傳感器的滑動電刷與被測物體相連，物體的位移引起傳感器滑動端的電阻變化，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。 在導電塑料應用于位移傳感器之前，線繞電位器式傳感器應用普遍，由于其電刷 滑動時電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸出特性亦呈階梯形。這種位移傳感器在伺服系統 中用作反饋元件時，過大的階躍電壓會引起系統自激。另外，線繞電位器式傳感器的主要缺 點是輸出精度低、輸出噪聲大和易磨損(壽命低)。利用導電塑料取代線繞電位器制成導電 塑料傳感器，使其結構大為精簡，輸出精度、輸出噪聲，使用壽命得到根本改善，其特點是: 平滑性好、分辨率優異、耐磨性好、壽命長、動噪聲小、可靠性極高、耐化學腐蝕。被廣泛應用 于車輛，醫療設備，機器人技術，木料加工機，制模機，建材(石材)加工機械，注塑機械、機 床設備、醫療機械和健身器材等領域。 現有的線位移導電塑料傳感器的位移量主要是以電壓或電流兩種模擬量形式輸 出的。電壓輸出式是將傳感器作為分壓器，在電阻體兩端連接穩態電壓，允許通過微小電 流，那么，滑動的電刷臂和始端之間的電壓與電刷臂移動的距離成線性比例變化。最大限度 降低對電阻體總阻值精確度要求，因而由溫度變化引起的阻值變化不會影響到測量結果。 電流輸出式是在電壓輸出傳感器的基礎上加裝電壓/電流轉換模塊完成的，電流輸出方式 解決了電壓輸出方式存在的輸出信號遠傳和抗干擾能力弱的缺陷。目前，線位移導電塑料 傳感器應用領域里的自動控制系統、伺服系統和信息反饋系統，仍然以接收這兩類模擬量 信號為主。對于以計算機為控制核心的新型應用領域，模擬量信號的輸入是靠模數/轉換 電路來實現的，轉換電路中信號放大電路輸出端存在殘留電壓，無形中增加了傳感器的非 線性指標，從而損失了傳感器的測量精度。另外，導電塑料傳感器長時間使用后，電刷與電 阻體之間易產生瞬間接觸斷點，這是這類傳感器致命的缺陷。
發明內容本實用新型的目的在于針對以上所述模擬量輸出傳感器的缺陷，提供一種可直 接輸出頻率信號且具有抗干擾能力和信號遠傳能力倶佳、能消除二次轉換誤差、使用方便， 新穎的、高可靠性的線位移導電塑料頻率輸出傳感器。
本實用新型的目的通過以下方案實現對現有線位移導電塑料傳感器重新設計，
3在導電塑料分壓器組件基礎上增設用于將分壓器組件輸出的電壓信號轉換為頻率信號的
電壓/頻率轉換微電路模塊組件，并使之微型化、模塊化。本實用新型所涉及的線位移導電
塑料頻率輸出傳感器包括導電塑料分壓器組件，導電塑料分壓器組件由殼體、設置于殼體
內腔的電阻體部件、設置于殼體內腔的導向部件、設置于殼體右側的軸瓦部件構成，導向部
件由連接軸、限位擋圈、導向塊、定位擋圈及電刷部件構成，其特征在于還包括用于將導電
塑料分壓器組件輸出的電壓信號轉換為頻率號的電壓/頻率轉換微電路模塊組件。
本實用新型所述導電塑料分壓器組件與電壓/頻率轉換微電路模塊組件采用一
體式可拆對插連接方式。 本實用新型所述電壓/頻率轉換微電路模塊組件包括連接座、設置于連接座內部 的電路板、設置于連接座左側的端罩部件、設置于連接座右側的插針，在電阻體部件上設置 與插針相配合用于連接導電塑料分壓器組件的插座。 本實用新型所述連接座上表面設置有頻率調節螺絲、電源指示燈。 本實用新型輸出頻率信號為方波脈沖。 本實用新型所述電壓頻率轉換微電路模塊中含有瞬時斷點補償組件。 本實用新型可為用戶減小安裝空間，使用方便，無需再配置電壓電流轉換模塊，
縮短安裝調試時間可直接輸出與傳感器軸的直線位移成高精度的線性變化關系的頻率信
號。能實現電氣行程量的可調節性，具有瞬時斷點補償功能，確保遠距離輸送的位移信號
精度不變，在電網干擾較大的環境中使用也不受影響。性能可靠，靈敏度高，線性精度可達
《0. 1%，分辨率《0.01%，工作壽命為5000萬次以上。由于這種傳感器的結構是對插一
體式，便于檢測、維修。線位移導電塑料頻率輸出傳感器以其具有較高的抗干擾能力等諸多
優點將在工業自動化領域中得到廣泛應用。
圖1為本實用新型分壓器導向部件結構示意圖； 圖2為本實用新型導電塑料分壓器組件結構示意圖； 圖3為本實用新型微電路模塊組件結構示意圖。 圖4為本實用新型為本實用新型總體結構示意圖。
具體實施方式
以下結合實施例并對照附圖對本實用新型進行詳細說明。 本實施例包括導電塑料分壓器組件25與電壓頻率轉換微電路模塊組件24構成。 導電塑料分壓器組件25由殼體9、設置于殼體9內部的電阻體部件7、設置于殼體9內腔的 導向部件8、設置于殼體9右側的軸瓦部件11構成；導向部件8由連接軸1、限位擋圈2、導 向塊3、定位擋圈4及電刷部件構成。電壓/頻率轉換微電路模塊組件24包括連接座16、 設置于連接座16內部的電路板13、設置于連接座16左側的端罩部件18及設置于連接座 16上面的導線束部件19、設置于連接座16右側的插針12組成，連接座16側面設置有頻率 調節螺絲15、電源指示燈14。在電阻體部件7上設置與插針12相配合用于連接導電塑料 分壓器組件24的插座6。導電塑料分壓器組件25與電壓/頻率轉換微電路模塊組件24之 間設有用于防水防塵的密封墊23，且相應開設螺孔并通過螺釘配合。連接座16左側與端罩 部件18間設置有密封墊17，殼體9右側與軸瓦部件11間設置有密封墊10。殼體9兩側設 置有凹槽26及活動的安裝支架22，安裝支架22可沿凹槽26滑動并通過螺釘21與待測機器設備固定在一起。 當在待測設備上使用的本實用新型時，首先將該傳感器上的活動的安裝支架22 通過螺釘21緊固在待測設備上。然后將連接軸1通過萬向接頭20與傳動機構連接好，再將 導線束19按要求連接，接通電源，電壓/頻率轉換微電路模塊組件24側端面的電源指示燈 14亮通，用頻率計數器連接傳感器導線束19里相應的導線，待測設備當前位置的頻率輸出 信號在計數器上是以數字的形式顯示。傳動機構接受指令將處于起始點零位的傳感器(此 時傳感器輸出頻率為最小)連接軸帶動作直線位移，傳感器隨著連接軸的位移傳輸出呈線 性變化的頻率信號。當頻率信號顯示為100kHz(最大值)時，傳動機構自動停止牽引，此時 待測設備完成一次"開"到"合"的工作過程。由執行機構控制"合"所停留的時間，然后是 一次由100kHz回起始點零位的工作過程，即是一次"合"到"開"的工作過程。每一次工作 的"開"與"合"的位置點都受到傳感器輸出信號的控制，重復性誤差極低，可達《O.Olmm。 本實用新型電源電壓為24V DC，并可能直接輸出準數字量即頻率(方波脈沖)信 號，這種準數字信號可以非常方便的輸入到計算機控制系統。
權利要求一種線位移導電塑料頻率輸出傳感器，包括導電塑料分壓器組件(25)，導電塑料分壓器組件(25)由殼體(9)、設置于殼體(9)內腔的電阻體部件(7)、設置于殼體(9)內腔的導向部件(8)、設置于殼體(9)右側的軸瓦部件(11)構成，導向部件(8)由連接軸(1)、限位擋圈(2)、導向塊(3)、定位擋圈(4)及電刷部件構成，其特征在于還包括用于將導電塑料分壓器組件輸出的電壓信號轉換為頻率號的電壓/頻率轉換微電路模塊組件(24)。
2. 根據權利要求1所述的線位移導電塑料頻率輸出傳感器，其特征在于導電塑料分 壓器組件(25)與電壓/頻率轉換微電路模塊組件(24)采用一體式可拆對插連接方式。
3. 根據權利要求1或2所述的線位移導電塑料頻率輸出傳感器，其特征在于電壓/頻 率轉換微電路模塊組件(24)包括連接座(16)、設置于連接座(16)內部的電路板(13)、設 置于連接座(16)左側的端罩部件(18)、設置于連接座(16)右側的插針(12)，在電阻體部 件(7)上設置與插針(12)相配合用于連接導電塑料分壓器組件(25)的插座(6)。
4. 根據權利要求3所述的線位移導電塑料頻率輸出傳感器，其特征在于連接座(16) 上側面設置有頻率調節螺絲(15)、電源指示燈(14)。
5. 根據權利要求1或2或4所述的線位移導電塑料頻率輸出傳感器，其特征在于輸 出頻率信號為方波脈沖。
6. 根據權利要求3所述的線位移導電塑料頻率輸出傳感器，其特征在于輸出頻率信 號為方波脈沖。
7. 根據權利要求1或2或4或6所述的線位移導電塑料頻率輸出傳感器，其特征在于 電壓頻率轉換微電路模塊中含有瞬時斷點補償組件。
專利摘要本實用新型公開了一種新型結構的線位移導電塑料頻率輸出傳感器，在導電塑料分壓器組件基礎上增設用于將導電塑料分壓器組件輸出的電壓信號轉換為頻率信號的電壓/頻率轉換微電路模塊組件。兩組件間采用一體式可拆對插連接方式。微電路模塊組件包括連接座、設置于連接座內部的電路板、設置于連接座左側的端罩部件、設置于連接座右側的插針，在電阻體部件上設置與插針相配合用于連接導電塑料分壓器組件的插座。本實用新型具有瞬時斷點補償能力，可預防電磁干擾，信號遠傳強，無需再配置電壓/電流轉換模塊，縮短安裝調試時間、可直接輸出與傳感器軸的直線位移成線性變化關系的頻率信號，性能可靠，靈敏度高，線性精度高，廣泛應用在工業自動化領域。
文檔編號G01B7/02GK201532185SQ20092018584
公開日2010年7月21日 申請日期2009年7月17日 優先權日2009年7月17日
發明者常見, 張巍林 申請人:江西天河傳感器科技有限公司