[發明專利]一種復合型導電塑料三冗余高精度角位移傳感器

有效

• 申請號: 201410601817.4
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN105627908B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 熊偉;崔新宇
• 申請（專利權）人: 北京精密機電控制設備研究所;北京實驗工廠;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 高尚梅

本發明屬于環形角位移傳感器技術領域，具體涉及一種滿足高可靠性大功率千瓦級運載火箭伺服機構，可實現高精度、耐高溫和冗余設計的復合型導電塑料三冗余高精度角位移傳感器；包括3個電阻組件(1)、3個電刷組件(2)、上蓋(3)、下蓋(4)、軸(5)、銷(6)、2個中間環(7)、2個軸承(8)及3個連接套(18)；本發明可實現“線性度好，精度高，穩定性好”的優點，在可靠性指標上會有跨越性的提高，且基礎技術較成熟，易實現。

技術領域

本發明屬于環形角位移傳感器技術領域，具體涉及一種復合型導電塑料三冗余高精度角位移傳感器。

背景技術

伺服機構是我國對運載火箭飛行控制執行機構子系統的統稱，大功率電動伺服機構是當前重要研究方向。大功率千瓦級伺服機構的角位移傳感器一種精度高，壽命長，三余度電位計，作動器構成三余度機電伺服作動器，每臺作動器包含一個電位計，每套伺服機構包含四個電位計，在外部供電的情況下將機械擺角信號轉換為電信號輸出，用來測量發動機轉角。

發動機周圍的溫度高，環境惡劣，發動機轉角的測量精度高，角位移傳感器不僅需要能夠耐高溫，精度高，傳感器的線性度高的技術要求，常用的角位移傳感器都是采用合成膜是電位計的原理，合成膜電位計是采用電阻液配方配制而成后噴涂在電阻體骨架內側，合成膜電阻膜耐高溫性能低，壽命短，目前市面上的成熟的技術是采用復合型導電塑料印制成電阻膜，這種電阻膜耐高溫，壽命長，電阻均勻性好，產品線性度好。常用的環形角位移傳感器是電阻膜噴涂在骨架內側，在電阻體骨架受力形變后會導致電阻體阻值的變化，相應的角位移傳感器的線性度也會隨之變化，為了避免在測量過程中骨架的不確定形變給角位移傳感器的性能帶來的影響，本發明設計一種新穎的角位移傳感器結構，將電阻膜印制在平面的骨架上，平面骨架不受力的作用，電阻體的阻值不會變化，從而保證角位移傳感器的線性度良好，輸出特性好。

本發明方案，有成熟的技術基礎，方案易于實現，滿夠滿足高精度，高線性度，高可靠性的性能指標。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種滿足高可靠性大功率千瓦級運載火箭伺服機構，可實現高精度、耐高溫和冗余設計的復合型導電塑料三冗余高精度角位移傳感器。

本發明所采用的技術方案是：

一種復合型導電塑料三冗余高精度角位移傳感器，包括3個電阻組件、3個電刷組件、上蓋、下蓋、軸、銷、2個中間環、2個軸承及3個連接套，所述軸下端穿過下蓋且通過軸承固定在下蓋中，軸上端通過軸承固定在上蓋中，軸外側設有3個首尾依次相接連接套，銷設于最下端連接套的下端，插入軸內部，每個連接套上設有一個電刷組件；上蓋和下蓋之間設有兩級中間環，組成完整的圓柱腔體，腔體內部下蓋上設有一個電阻組件，第一級中間環設于下蓋上，第二級中間環設于第一級中間環上，上蓋設于第二級中間環上方，第一級中間環和第二級中間環上分別設有一組電阻組件。

所述每組電阻組件和每組電刷組件交叉排列，設于下蓋上的電阻組件位于設在最下端連接套上的電刷組件的下方。

所述電阻組件包括骨架、電阻膜、導電條、8個鉚釘、8個方墊片及高溫小截面安裝線，其中，電阻膜和導電條對稱設于骨架上，電阻膜和導電條的圓心角均為140°；所述電阻膜的兩端各設有兩個鉚釘和兩個方墊片，導電條兩端設有兩個鉚釘和兩個方墊片，電阻膜中間位置兩端各設有一組鉚釘和方墊片，骨架上的8個方墊片通過高溫銷截面安裝線相連接。

所述電刷組件包括刷握、導電片、電刷、連接套、3個螺釘及3個小螺釘，導電片通過3個小螺釘固定在刷握上，電刷設于導電片兩端，刷握通過3個螺釘固定在連接套上。

所述兩個電刷分別在其下方對應接觸1個電阻膜和一個導電條。

本發明的有益效果是：

1.可實現發動機機械轉角測量，具有高精度的性能特性，角位移傳感器在正負70度的大范圍內，輸出絕對線性度在0.2％以內；