[實用新型]角位移導電塑料頻率輸出傳感器

無效

• 申請號: 200920185840.4
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN201532184U
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 常見;張巍林
• 申請（專利權）人: 江西天河傳感器科技有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張靜

技術領域

本實用新型涉及一種角位移導電塑料頻率輸出傳感器，尤其涉及一種可同時輸出電壓信號的角位移導電塑料頻率輸出傳感器″

背景技術

導電塑料自上世紀70年代在實驗室被發現以來，因其既具有普通塑料的優點外，同時擁有類金屬的導電特性，是一種理想的抗靜電、電磁屏蔽材料。導電塑料采用的是理化性能非常穩定的DAP樹脂，可廣泛用作敏感材料、集成電路、晶片載體等。在微芯片的開發上，導電塑料芯片有可能取代硅芯片，其價格僅為硅芯片的1％～10％。到了本世紀初，導電塑料在歐美、日等發達國家的使用量已經達到較高的程度，并開始將其作為敏感材料用在傳感器中。在我國，導電塑料材料各方面的開發研究目前正在積極展開，特別是在電子領域，導電塑料的開發與應用已從初期的純實驗室研究發展到了工業應用研究階段。作為敏感材料，將其制成薄膜變阻滑環(電阻體)，利用旋轉電刷臂將位移量轉換成電阻值的變化，其阻值變化與角位移量呈線性函數關系。依據這種機理的傳感器其線性精度往往很高。

現有的角位移導電塑料傳感器是以電壓或電流二種形式的模擬量輸出詮釋位移量的。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，旋轉的電刷臂和始端之間的電壓，與電刷臂轉動的角度成線性比例變化。最大限度降低對電阻體總阻值精確性的要求，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/電流轉換電路完成的，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，角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通過模/數轉換電路來實現的，轉換電路中信號放大電路的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，使控制系統容易產生自激振蕩，直接影響執行機構的控制精度，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：提供一種能直接輸出頻率(方波脈沖)信號的導電塑料角位移傳感器，以開拓這類傳感器新的應用領域。這種新型傳感器涵蓋了原有電壓輸出方式，使用方便，性能可靠，是一種多功能的高精度角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：在不改變角位移導電塑料傳感器原有電壓信號輸出的基礎上，增設一電壓/頻率信號轉換微電路模塊組件，使其輸出準數字量信號，為測量信號直接輸入到計算機控制系統提供方便，以適用于數字信號領域。同時還可單獨輸出電壓信號，以保持其原有功能不變。本實用新型所涉及的角位移導電塑料頻率輸出傳感器，包括由殼體、分壓輸出端、集流電刷部件、電刷、導電塑料電阻體、轉軸集流部件及用于連接傳動機構的轉軸構成的導電塑料分壓器組件，分壓輸出端設置于導電塑料分壓器組件的殼體外側面且單獨輸出電壓信號，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的電壓/頻率信號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/頻率信號轉換微電路塊組件間采用一體式的分層可拆結構，以便于檢測、維修。

本實用新型所述電壓/頻率信號轉換微電路模塊組件包括設置于微電路模塊外殼內部的微電路板及設置于微電路模塊外殼上的三個引出端子，導電塑料分壓器組件上端設置有用于連接微電路模塊組件的插針，微電路模塊外殼下端設置有用于連接導電塑料分壓器組件并與插針相配合的插座。

本實用新型所述微電路模塊外殼上端面設置有電源指示燈和頻率調節螺絲。

本實用新型所述的電壓/頻率信號轉換微電路模塊組件還包含設計有瞬時斷點補償組件。

圖4為本實用新型總體結構示意圖。

本實用新型輸出的頻率信號為方波脈沖。

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/電流轉換電路，縮短安裝調試時間，可直接將角位移量變換成頻率信號輸出。能確保傳感器輸出的頻率信號與的傳感器軸旋轉角度成高精度的線性變化關系，適合信號遠距離輸送及具有抗干擾能力，能實現有效電氣角度的可調節性，確保遠距離輸送時信號精度不變，性能可靠，靈敏度高，線性精度可達≤0.1％，分辨率≤0.01％，工作壽命大于5000萬次，分壓器與微電路模塊連接，分層可拆，維修方便，可廣泛用于雷達、導彈、航空航天等國防軍事領域及自動化、精密儀器儀表、電動執行器、汽車、火車等民用領域中的計算機控制系統、伺服系統、信息反饋系統。