一種直線位移傳感器的製作方法
2023-10-06 17:36:14
本實用新型涉及傳感器領域，尤其涉及一種直線位移傳感器。
背景技術：
位移傳感器又稱為線性傳感器，是一種屬於金屬感應的線性器件，傳感器的作用是把各種被測物理量轉換為電量。在生產過程中，位移的測量一般分為測量實物尺寸和機械位移兩種。按被測變量變換的形式不同，位移傳感器可分為模擬式和數字式兩種。模擬式又分為物性型和結構型兩種。常用位移傳感器以模擬式結構型居多，包括電位器式位移傳感器、電感應式位移傳感器、自整角機、電容式位移傳感器、電渦流式位移傳感器、霍爾式位移傳感器等。
伴隨著各國航空航天、船舶等軍事領域及工業控制和農業現代化的不斷發展，對位移傳感器的需求量也不斷上升，同時要求位移傳感器不斷進行技術革新，以滿足不同場合、不同環境條件的需求。
傳統繞線式電位器位移傳感器，其解析度差、摩擦阻力大；傳統碳膜式電位器位移傳感器，其電噪聲大、耐磨性差、使用壽命短，這樣的位移傳感器已不能滿足市場需求。
技術實現要素：
針對上述問題，本實用新型目的在於提供一種直線位移傳感器，其輸出精度大大提高，且具備極強的抗噪聲能力和超長的機械壽命。
為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：
一種直線位移傳感器，包括殼體、上蓋組、拉杆組，所述拉杆組為敏感元件電位計，安裝在殼體內，拉杆組的電阻元件為導電塑料電阻元件，拉杆組的電刷與電阻元件接觸，當被測物移動時帶動拉杆組的電刷在電阻元件上移動，使電阻元件的電阻發生變化，電阻元件通過導線與上蓋組連接，所述上蓋組為電路板信號轉換器，將電阻元件的電阻變化轉換為電壓或電流信號。
本實用新型的一種優選方案，所述拉杆組包括電阻元件、探頭、位移軸、電刷座、電刷、壓簧、軸承、後蓋、拉扣；所述探頭設置在位移軸一端，與位移軸固定連接，位移軸穿過電刷座的內孔並固定，電刷固定安裝在電刷座上，電刷與電阻元件接觸，壓簧、軸承套入位移軸，後蓋套接在軸承上，拉扣設置在位移軸的另一端，與位移軸固定連接。
本實用新型的另一種優選方案，所述電刷為多觸角滑刷。
本實用新型的另一種優選方案，所述上蓋組包括蓋板、出線組、PCBA電路板、上蓋、L型蓋板；所述蓋板固定於殼體上，電阻元件、出線組通過導線與PCBA電路板連接，上蓋與PCBA電路板、蓋板固定連接，L型蓋板嵌入上蓋中。
本實用新型的另一種優選方案，所述PCBA電路板採用精密集成運放，單電源寬範圍直流供電，通過零點跟蹤、比例發大電路，採集電阻式位移傳感器信號，將輸入信號轉換為電壓/電流信號。
本實用新型的另一種優選方案，所述殼體下部設有導軌，所述導軌上設有固定卡，所述固定卡可在導軌上移動。
本實用新型的直線位移傳感器，電阻元件採用導電塑料電阻元件，傳感器輸出靈活，平滑性好、耐磨性好、壽命長、噪聲小、高度集成，既滿足單向輸出(即零點在一端)的要求，還可以滿足雙向輸出(即零點在中間)測試，體積小，非常實用。
附圖說明
圖1為本實用新型直線位移傳感器主視圖；
圖2為本實用新型直線位移傳感器爆炸圖；
圖3為本實用新型拉杆組爆炸圖；
圖4為本實用新型上蓋組爆炸圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的技術手段及實現方式易於了解，下面結合具體實施例進一步闡述本實用新型。
參見圖1、圖2，本實用新型的直線位移傳感器，包括殼體10、上蓋組50、拉杆組40；殼體10為鋁材質，其表面陽極處理，防腐蝕，在殼體10內頂部設有卡槽，壓條30壓入到殼體10內頂部的卡槽內固定；拉杆組40為敏感元件電位計，拉杆組40的電阻元件41為導電塑料電阻元件，是將DAP電阻漿料塗在絕緣基體上加熱聚合製成的電阻膜，在電阻元件41的孔位焊盤處焊好導線，兩邊塗膠後沿殼體10內部兩側的卡槽推入殼體10內，安裝在壓條30的下面，使電阻元件41固定；拉杆組40的其餘部分沿殼體10內的導軌輕輕插入殼體10內，並通過螺絲20與殼體10固定連接，拉杆組40的電刷45與電阻元件41接觸，當被測物移動時帶動拉杆組40的電刷45在電阻元件41上移動，使電阻元件41的電阻發生變化；電阻元件41通過導線與上蓋組50連接，上蓋組50通過螺絲20與殼體10固定連接，上蓋組50為電路板信號轉換器，將電阻元件41的電阻變化轉換為標準的電壓或電流信號；在殼體10的下部設有導軌，導軌上設有固定卡60，固定卡60可在導軌上移動，用以固定傳感器。
參見圖3，所述拉杆組40包括電阻元件41、探頭42、位移軸43、電刷座44、電刷45、壓簧46、軸承47、後蓋48、拉扣49。探頭42設置在位移軸43的一端，與位移軸43螺紋固定連接，並加螺紋膠防止鬆動；位移軸43穿過電刷座44的內孔，開口銷441從側面穿入電刷座44和位移軸43的徑向圓孔，實現一體定位固定；電刷45套入電刷座44的凸臺處定位，通過熱焊接固定，確保電刷45與電阻元件41接觸充分、滑動順暢；壓簧46、軸承47和後蓋48套入位移軸43，軸承47直接包膠注塑在後蓋48內，拉扣49設置在位移軸43的另一端，與位移軸43螺紋固定連接，並加螺紋膠防止鬆動。
探頭42是測量觸點，為帶滾花、壓入式硬質鋼球，探頭42和位移軸43的球頭配合拉杆模式具有位移自動校正功能，允許極限運動速度為10m/s；電刷45設計為多觸角滑刷，帶彈性阻尼，確保其與電阻元件41充分接觸；壓簧46的設計，使產品具備自動復位功能；拉杆組40兩端的前蓋和後蓋48內孔處均有自潤滑卷制軸承47支撐，使受到的側向力得到有效吸收；拉扣49的設計便於產品和液壓、電磁等執行機構連接。
當被測物體移動時，推動測量觸點探頭42和位移軸43移動，帶動電刷45在電阻元件41上滑動，根據電位計原理，電阻元件41電阻的變化與被測物體位移長度的變化成正比例，被測物體移動位移量隨之轉化為電阻元件41的電阻變化量輸出。
參見圖4，所述上蓋組50包括蓋板51、出線組52、PCBA電路板53、上蓋54、L型蓋板55；蓋板51通過螺絲20固定於殼體10上，連接電阻元件41的導線從殼體10豁口處引出，與PCBA電路板53的左邊焊盤處焊錫連接，出線組52的導線與PCBA電路板53的右邊焊盤處焊錫連接，上蓋54通過螺絲20與PCBA電路板53、蓋板51固定連接。PCBA電路板53上設計有兩組電位器，分別用於電流和電壓輸出，根據用戶需求選其一。上蓋54上開有視窗孔，標有字母「Z」和「F」，用於電位器調零點Zero和滿點Full。L型蓋板55嵌入上蓋54中，方便後續有漂移後打開調整零點和滿點。產品調試好後，粘貼標籤56。
本實用新型中，PCBA電路板53採用精密集成運放，單電源寬範圍直流供電，通過特殊設計的零點跟蹤、比例放大電路，採集電阻式位移傳感器信號，將輸入信號轉換為標準的電壓/電流信號，通過對電路的設計，不僅自適應各種規格的電位計傳感器接入，而且對電位計傳感器整體參數變化不敏感，具有全溫度範圍低漂移特性，輸出支持0～±5V、0～±10V、0～5V、0～10V、5～0V、10～0V多種電壓規格，輸出支持4～20mA、20～4mA、4～12～20mA、20～12～4mA多種電流規格。
以上顯示和描述了本實用新型的主要特徵、工作方式和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型的範圍內。