[發(fā)明專利]一種高精度、高壽命的復(fù)合型接觸式直線位移傳感器

在審

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• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號(hào): CN111322939A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑紅軍;郭剛;譚爽;蔣玲
• 申請（專利權(quán)）人: 成都宏明電子股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B7/02
• 分類號(hào): G01B7/02
• 代理公司: 成都華辰智合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51302
• 代理人: 賀鳳

本發(fā)明公開了一種高精度、高壽命的復(fù)合型接觸式直線位移傳感器，移動(dòng)軸安裝于外殼內(nèi)且其一端穿過外殼，電刷安裝在移動(dòng)軸上并能夠在電阻體上接觸滑動(dòng)，電阻體和電刷均位于外殼內(nèi)；電阻體中，導(dǎo)電骨架的外周表面設(shè)有絕緣層，導(dǎo)電骨架安裝在絕緣基座上，精密電阻絲繞制在導(dǎo)電骨架的外周表面絕緣層上，導(dǎo)電骨架和精密電阻絲的外側(cè)表面中需要在使用時(shí)與電刷接觸的區(qū)域覆蓋有導(dǎo)電塑料電阻膜層。本發(fā)明所述直線位移傳感器的電阻體集成了傳統(tǒng)精密線繞電阻體和精密導(dǎo)電塑料電阻體的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還克服了它們各自的缺點(diǎn)，形成一種高精度、高壽命的復(fù)合型接觸式直線位移傳感器，其電阻溫度系數(shù)能夠達(dá)到78ppm/℃，壽命能夠達(dá)到100萬周。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種接觸式直線位移傳感器，尤其涉及一種高精度、高壽命的復(fù)合型接觸式直線位移傳感器。

背景技術(shù)

接觸式直線位移傳感器的功能在于把直線機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，為了達(dá)到這一效果，通常將電阻體(即可變電阻滑軌)定置在傳感器內(nèi)的固定部位，通過電刷(即滑片)在電阻體上移動(dòng)來測量不同的阻值，電阻體的兩條電源端引線分別連接穩(wěn)態(tài)直流電源的兩個(gè)輸出端，允許流過小電流，電刷和始端之間的電壓，與電刷移動(dòng)的長度成正比。

傳統(tǒng)接觸式直線位移傳感器采用的工作原理是滑動(dòng)變阻器工作原理，作為傳感器使用的接觸式電阻體主要包括精密線繞電阻體和精密導(dǎo)電塑料電阻體兩種，精密線繞電阻體的優(yōu)點(diǎn)是電阻溫度系數(shù)小(≤100ppm/℃)、線性精度高，缺點(diǎn)是壽命低(以電氣行程20mm為例：≥5萬周)、分辨率大(0.1％)；精密導(dǎo)電塑料電阻體的優(yōu)點(diǎn)是壽命高(以電氣行程20mm為例：≥100萬周)、分辨率小(無限小)、線性精度高，缺點(diǎn)是電阻溫度系數(shù)大(≤500ppm/℃)。用戶無論使用哪種類型的電阻體，總要受到各自的缺點(diǎn)限制，使用起來極不方便。另外，傳統(tǒng)接觸式直線位移傳感器的簧片支架與移動(dòng)軸之間為固定連接，兩者連接后移動(dòng)軸只能直線移動(dòng)、不能旋轉(zhuǎn)，不利于傳感器的組裝和調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種高精度、高壽命的復(fù)合型接觸式直線位移傳感器。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

一種高精度、高壽命的復(fù)合型接觸式直線位移傳感器，包括外殼、移動(dòng)軸、電刷和電阻體，所述移動(dòng)軸安裝于所述外殼內(nèi)且其一端穿過所述外殼，所述電刷安裝在所述移動(dòng)軸上，所述電阻體和所述電刷均位于所述外殼內(nèi)，所述電刷能夠在所述電阻體上接觸滑動(dòng)，所述電阻體包括絕緣基座、導(dǎo)電骨架、精密電阻絲和導(dǎo)電塑料電阻膜層，所述導(dǎo)電骨架的外周表面設(shè)有絕緣層，所述導(dǎo)電骨架安裝在所述絕緣基座上，所述精密電阻絲繞制在所述導(dǎo)電骨架的外周表面絕緣層上，所述導(dǎo)電骨架和所述精密電阻絲的外側(cè)表面中需要在使用時(shí)與所述電刷接觸的區(qū)域覆蓋有所述導(dǎo)電塑料電阻膜層。

上述結(jié)構(gòu)中，電阻體不是常規(guī)電阻，是一種精密電阻絲與導(dǎo)電塑料電阻膜層復(fù)合在導(dǎo)電骨架上形成的可變電阻滑軌；絕緣基座用于作為整個(gè)電阻體的安裝基礎(chǔ)；導(dǎo)電骨架用于繞制精密電阻絲并敷設(shè)導(dǎo)電塑料電阻膜層；精密電阻絲是一種電導(dǎo)率較大且直徑很小的精密電導(dǎo)體；導(dǎo)電塑料電阻膜層的電導(dǎo)率相對較小，不過也是一種電導(dǎo)體；導(dǎo)電骨架和精密電阻絲的外側(cè)表面中需要在使用時(shí)與電刷接觸的區(qū)域一般定義為工作表面，這樣設(shè)置既能滿足使用要求，又能盡量節(jié)省原料成本。

作為優(yōu)選，為了提高位移傳感器的使用壽命并使導(dǎo)電塑料電阻膜層與電刷實(shí)現(xiàn)良好接觸，所述導(dǎo)電骨架為銅芯漆包線且其徑向截面為方形，所述導(dǎo)電塑料電阻膜層設(shè)于所述導(dǎo)電骨架的工作表面，這里的工作表面即需要在使用時(shí)與電刷接觸的區(qū)域的外側(cè)表面，所述絕緣基座為塑料基座。

作為優(yōu)選，為了利用導(dǎo)電骨架作為電源端的傳輸介質(zhì)以去除獨(dú)立傳輸導(dǎo)線且能夠從一端引出兩個(gè)電源端引線以達(dá)到減小體積、節(jié)約空間的目的，所述精密電阻絲呈單層式繞制于所述導(dǎo)電骨架上，所述精密電阻絲的第一端與第一電源端引線連接，所述精密電阻絲的第二端與所述導(dǎo)電骨架的對應(yīng)一端的導(dǎo)電端面連接，所述導(dǎo)電骨架另一端的導(dǎo)電端面與第二電源端引線連接。