一種位移傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種位移傳感器。該位移傳感器包括均為線性電位計的第一電位器和第二電位計，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的第二電刷通過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滑動；第一電刷與第二電刷同時滑動時，第一電位器的輸出電壓增減趨勢與第二電位計的輸出電壓增減趨勢相反并且兩者之和保持不變。通過數學推導可知，第一電位器和第二電位計的輸出電壓之商只與電刷位置相關而不會受到電源Vcc的電壓大小變化而改變，所以提高了位移傳感器對供電電壓的抗干擾性，提高了測量準確度。
【專利說明】一種位移傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及傳感器，尤其涉及一種位移傳感器。
【背景技術】
[0002]現在很多領域中普遍采用的位移傳感器(直線位移傳感器和角度位移傳感器兩類)，都是利用直線電位計或角度電位計的原理，用一個單路的相對電壓的輸出代表相應的位置。但是，如果供電的電壓波動，就會造成輸出電壓的波動，也就是傳感器所表示位置的變化，傳感器對供電電壓的抗干擾性較弱，容易造成測量數據的不準確。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的在于為克服現有技術的缺陷，而提供一種位移傳感器，以提高傳感器對供電電壓的抗干擾性，提高測量準確度。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0005]—種位移傳感器,包括均為線性電位計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滑動；第一電刷與第二電刷同時滑動時，第一電位器的輸出電壓增減趨勢與第二電位器的輸出電壓增減趨勢相反并且兩者之和保持不變。
[0006]進一步地，第一電阻器與第二電阻器的電阻值、長度均相等；
[0007]進一步地，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應著第二電阻器的前端的位置。
[0008]進一步地，電刷架移動時，第一電刷與第二電刷同時同向移動。
[0009]進一步地,第一電位器還包括作為第一電位器輸出端的第一導電條，第一電刷電連接第一電阻器與第一導電條，第一導電條與第一電阻器并排。
[0010]進一步地，第二電位器還包括作為第二電位器輸出端的第二導電條，第二電刷電連接第二電阻器與第二導電條，第二導電條與第二電阻器并排。
[0011]進一步地，第一電阻器的兩端分別串聯分壓電阻Rl和R2，第二電阻器的兩端分別串聯分壓電阻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]進一步地，第一電阻器與第二電阻器均為直線型電阻器。
[0013]進一步地，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。
[0014]進一步地，電刷架繞著第一電阻器與第二電阻器的中心軸旋轉。
[0015]本實用新型與現有技術相比的有益效果是:
[0016]本實用新型中第一電位器和第二電位器為線性輸出，輸出電壓趨勢相反且輸出電壓之和不變，兩個電位計還同時接入同一個電源Vcc和接地COM之間，因而兩個電位計的電阻器兩端電壓一致，通過數學推導可知，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供電電壓的抗干擾性，提高了測量準確度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型第一實施例的具體結構圖
[0018]圖2為本實用新型第一實施例的兩路輸出電壓與電刷架行程關系圖
[0019]圖3為本實用新型第二實施例的正面示意圖
[0020]圖4為本實用新型第二實施例的圖3中H-H截面部分剖視圖
【具體實施方式】
[0021]為了更充分理解本實用新型的技術內容，下面結合具體實施例對本實用新型的技術方案作進一步介紹和說明。
[0022]本實用新型第一實施例的結構如圖1所示。
[0023]第一實施例的位移傳感器為直線位移傳感器，包括均為線性電位計的第一電位器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與第一導電條13。第一導電條13與第一電阻器11并排且與第一電阻器11的長度一致。
[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與第二導電條23，第二導電條23與第二電阻器21并排。第一電阻器11與第二電阻器21均為直線型電阻器。
[0026]第一電阻器11的前端111通過電阻Rl接電源Vcc，后端112通過電阻R2接地COM。第二電阻器21的前端211通過電阻R3接電源Vcc，后端212通過電阻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)。電阻Rl和電阻R2是用于避免第一電位器10的輸出電壓出現零，避免商錯誤(即分母為零的情況)。同理，電阻R3和電阻R4也是用于避免商錯誤。
[0027]為避免兩路輸出電壓之比出現商錯誤，還可以選擇在第一電阻器11和第二電阻器21的兩端分別設置限位片，讓第一電刷12不能夠滑動至第一電阻器11的兩端盡頭、第二電刷22不能夠滑動至第二電阻器21的兩端盡頭，其原理與兩端串聯分壓電阻一樣。根據同樣的原理，也可以在其他機械結構上直接限制第一電刷12和第二電刷22的滑動行程來避免商錯誤。
[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的位置對應著第二電阻器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的這種結構和位置關系是位移傳感器的實施方式中比較簡單、容易制造的一種方案，對于降低位移傳感器的成本來說非常有利。
[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保持同時滑動。電刷架30由拉桿牽引運動，拉桿與第一電位器10和第二電位器20保持平行。位移傳感器要測量的便是電刷架30的位移(gp拉桿的位移)。電刷架30移動時,第一電刷12與第二電刷22同時同向同速度移動。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同時同向同速度滑動時，第一電位器10的輸出電壓增減趨勢與第二電位器20的輸出電壓增減趨勢相反并且兩者之和保持不變(互補關系)。
[0030]第一實施例的兩路輸出電壓與電刷架30行程關系如圖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。當電刷架30在某個位置G時，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，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關。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，提升了位移測量的準確度。
[0038]本實用新型第二實施例如圖3和圖4所示。第二實施例中位移傳感器為角度位移傳感器。與第一實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；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。第一電刷42和第二電刷52是在電刷架60的帶動下同時作圓周運動。第一電阻器41、第一導電條43、第二導電條53和第二電阻器51依次排列。
[0039]以上陳述僅以實施例來進一步說明本實用新型的技術內容，以便于讀者更容易理解，但不代表本實用新型的實施方式僅限于此，任何依本實用新型所做的技術延伸或再創造，均受本實用新型的保護。
【權利要求】
1.一種位移傳感器，包括均為線性電位計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滑動；所述第一電刷與第二電刷同時滑動時，所述第一電位器的輸出電壓增減趨勢與第二電位器的輸出電壓增減趨勢相反并且兩者之和保持不變。
2.如權利要求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、長度均相等。
3.如權利要求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應著第二電阻器的前端的位置。
4.如權利要求1所述的位移傳感器，其特征在于，所述電刷架移動時，所述第一電刷與第二電刷同時同向移動。
5.如權利要求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電條，所述第一電刷電連接第一電阻器與第一導電條，所述第一導電條與第一電阻器并排。
6.如權利要求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電條，所述第二電刷電連接第二電阻器與第二導電條，所述第二導電條與第二電阻器并排。
7.如權利要求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分壓電阻Rl和R2，所述第二電阻器的兩端分別串聯分壓電阻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.如權利要求1至7任一項所述的位移傳感器，其特征在于，所述第一電阻器與第二電阻器均為直線型電阻器。
9.如權利要求1至7任一項所述的位移傳感器，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。
10.如權利要求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。
【文檔編號】G01B7/02GK203615888SQ201320844527
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】張國政 申請人:張國政