专利名称：线位移导电塑料频率输出传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种线位移传感器，尤其涉及一种线位移导电塑料频率输出传感 器。
背景技术：
导电塑料除具普通塑料的优点外，同时还拥有类金属的特性，也是一种能用于传 感器的新型敏感材料。作为敏感材料，用特殊工艺将DAP(邻苯二甲酸二稀丙脂)电阻浆料 覆在成型的绝缘基体上，加热聚合成薄膜变阻滑轨(即电阻体)，继而制成传感器。为实现 测量位移目的而设计的传感器，要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定函数关系。位 移传感器的滑动电刷与被测物体相连，物体的位移引起传感器滑动端的电阻变化，阻值的 变化量反映了位移的量值，阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。 在导电塑料应用于位移传感器之前，线绕电位器式传感器应用普遍，由于其电刷 滑动时电阻以匝电阻为阶梯而变化，其输出特性亦呈阶梯形。这种位移传感器在伺服系统 中用作反馈元件时，过大的阶跃电压会引起系统自激。另外，线绕电位器式传感器的主要缺 点是输出精度低、输出噪声大和易磨损(寿命低)。利用导电塑料取代线绕电位器制成导电 塑料传感器，使其结构大为精简，输出精度、输出噪声，使用寿命得到根本改善，其特点是: 平滑性好、分辨率优异、耐磨性好、寿命长、动噪声小、可靠性极高、耐化学腐蚀。被广泛应用 于车辆，医疗设备，机器人技术，木料加工机，制模机，建材(石材)加工机械，注塑机械、机 床设备、医疗机械和健身器材等领域。 现有的线位移导电塑料传感器的位移量主要是以电压或电流两种模拟量形式输 出的。电压输出式是将传感器作为分压器，在电阻体两端连接稳态电压，允许通过微小电 流，那么，滑动的电刷臂和始端之间的电压与电刷臂移动的距离成线性比例变化。最大限度 降低对电阻体总阻值精确度要求，因而由温度变化引起的阻值变化不会影响到测量结果。 电流输出式是在电压输出传感器的基础上加装电压/电流转换模块完成的，电流输出方式 解决了电压输出方式存在的输出信号远传和抗干扰能力弱的缺陷。目前，线位移导电塑料 传感器应用领域里的自动控制系统、伺服系统和信息反馈系统，仍然以接收这两类模拟量 信号为主。对于以计算机为控制核心的新型应用领域，模拟量信号的输入是靠模数/转换 电路来实现的，转换电路中信号放大电路输出端存在残留电压，无形中增加了传感器的非 线性指标，从而损失了传感器的测量精度。另外，导电塑料传感器长时间使用后，电刷与电 阻体之间易产生瞬间接触断点，这是这类传感器致命的缺陷。

发明内容本实用新型的目的在于针对以上所述模拟量输出传感器的缺陷，提供一种可直 接输出频率信号且具有抗干扰能力和信号远传能力倶佳、能消除二次转换误差、使用方便， 新颖的、高可靠性的线位移导电塑料频率输出传感器。
本实用新型的目的通过以下方案实现对现有线位移导电塑料传感器重新设计，
3在导电塑料分压器组件基础上增设用于将分压器组件输出的电压信号转换为频率信号的
电压/频率转换微电路模块组件，并使之微型化、模块化。本实用新型所涉及的线位移导电
塑料频率输出传感器包括导电塑料分压器组件，导电塑料分压器组件由壳体、设置于壳体
内腔的电阻体部件、设置于壳体内腔的导向部件、设置于壳体右侧的轴瓦部件构成，导向部
件由连接轴、限位挡圈、导向块、定位挡圈及电刷部件构成，其特征在于还包括用于将导电
塑料分压器组件输出的电压信号转换为频率号的电压/频率转换微电路模块组件。
本实用新型所述导电塑料分压器组件与电压/频率转换微电路模块组件采用一
体式可拆对插连接方式。 本实用新型所述电压/频率转换微电路模块组件包括连接座、设置于连接座内部 的电路板、设置于连接座左侧的端罩部件、设置于连接座右侧的插针，在电阻体部件上设置 与插针相配合用于连接导电塑料分压器组件的插座。 本实用新型所述连接座上表面设置有频率调节螺丝、电源指示灯。 本实用新型输出频率信号为方波脉冲。 本实用新型所述电压频率转换微电路模块中含有瞬时断点补偿组件。 本实用新型可为用户减小安装空间，使用方便，无需再配置电压电流转换模块，
縮短安装调试时间可直接输出与传感器轴的直线位移成高精度的线性变化关系的频率信
号。能实现电气行程量的可调节性，具有瞬时断点补偿功能，确保远距离输送的位移信号
精度不变，在电网干扰较大的环境中使用也不受影响。性能可靠，灵敏度高，线性精度可达
《0. 1%，分辨率《0.01%，工作寿命为5000万次以上。由于这种传感器的结构是对插一
体式，便于检测、维修。线位移导电塑料频率输出传感器以其具有较高的抗干扰能力等诸多
优点将在工业自动化领域中得到广泛应用。
图1为本实用新型分压器导向部件结构示意图； 图2为本实用新型导电塑料分压器组件结构示意图； 图3为本实用新型微电路模块组件结构示意图。 图4为本实用新型为本实用新型总体结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例并对照附图对本实用新型进行详细说明。 本实施例包括导电塑料分压器组件25与电压频率转换微电路模块组件24构成。 导电塑料分压器组件25由壳体9、设置于壳体9内部的电阻体部件7、设置于壳体9内腔的 导向部件8、设置于壳体9右侧的轴瓦部件11构成；导向部件8由连接轴1、限位挡圈2、导 向块3、定位挡圈4及电刷部件构成。电压/频率转换微电路模块组件24包括连接座16、 设置于连接座16内部的电路板13、设置于连接座16左侧的端罩部件18及设置于连接座 16上面的导线束部件19、设置于连接座16右侧的插针12组成，连接座16侧面设置有频率 调节螺丝15、电源指示灯14。在电阻体部件7上设置与插针12相配合用于连接导电塑料 分压器组件24的插座6。导电塑料分压器组件25与电压/频率转换微电路模块组件24之 间设有用于防水防尘的密封垫23，且相应开设螺孔并通过螺钉配合。连接座16左侧与端罩 部件18间设置有密封垫17，壳体9右侧与轴瓦部件11间设置有密封垫10。壳体9两侧设 置有凹槽26及活动的安装支架22，安装支架22可沿凹槽26滑动并通过螺钉21与待测机器设备固定在一起。 当在待测设备上使用的本实用新型时，首先将该传感器上的活动的安装支架22 通过螺钉21紧固在待测设备上。然后将连接轴1通过万向接头20与传动机构连接好，再将 导线束19按要求连接，接通电源，电压/频率转换微电路模块组件24侧端面的电源指示灯 14亮通，用频率计数器连接传感器导线束19里相应的导线，待测设备当前位置的频率输出 信号在计数器上是以数字的形式显示。传动机构接受指令将处于起始点零位的传感器(此 时传感器输出频率为最小)连接轴带动作直线位移，传感器随着连接轴的位移传输出呈线 性变化的频率信号。当频率信号显示为100kHz(最大值)时，传动机构自动停止牵引，此时 待测设备完成一次"开"到"合"的工作过程。由执行机构控制"合"所停留的时间，然后是 一次由100kHz回起始点零位的工作过程，即是一次"合"到"开"的工作过程。每一次工作 的"开"与"合"的位置点都受到传感器输出信号的控制，重复性误差极低，可达《O.Olmm。 本实用新型电源电压为24V DC，并可能直接输出准数字量即频率(方波脉冲)信 号，这种准数字信号可以非常方便的输入到计算机控制系统。
权利要求一种线位移导电塑料频率输出传感器，包括导电塑料分压器组件(25)，导电塑料分压器组件(25)由壳体(9)、设置于壳体(9)内腔的电阻体部件(7)、设置于壳体(9)内腔的导向部件(8)、设置于壳体(9)右侧的轴瓦部件(11)构成，导向部件(8)由连接轴(1)、限位挡圈(2)、导向块(3)、定位挡圈(4)及电刷部件构成，其特征在于还包括用于将导电塑料分压器组件输出的电压信号转换为频率号的电压/频率转换微电路模块组件(24)。
2. 根据权利要求1所述的线位移导电塑料频率输出传感器，其特征在于导电塑料分 压器组件(25)与电压/频率转换微电路模块组件(24)采用一体式可拆对插连接方式。
3. 根据权利要求1或2所述的线位移导电塑料频率输出传感器，其特征在于电压/频 率转换微电路模块组件(24)包括连接座(16)、设置于连接座(16)内部的电路板(13)、设 置于连接座(16)左侧的端罩部件(18)、设置于连接座(16)右侧的插针(12)，在电阻体部 件(7)上设置与插针(12)相配合用于连接导电塑料分压器组件(25)的插座(6)。
4. 根据权利要求3所述的线位移导电塑料频率输出传感器，其特征在于连接座(16) 上侧面设置有频率调节螺丝(15)、电源指示灯(14)。
5. 根据权利要求1或2或4所述的线位移导电塑料频率输出传感器，其特征在于输 出频率信号为方波脉冲。
6. 根据权利要求3所述的线位移导电塑料频率输出传感器，其特征在于输出频率信 号为方波脉冲。
7. 根据权利要求1或2或4或6所述的线位移导电塑料频率输出传感器，其特征在于 电压频率转换微电路模块中含有瞬时断点补偿组件。
专利摘要本实用新型公开了一种新型结构的线位移导电塑料频率输出传感器，在导电塑料分压器组件基础上增设用于将导电塑料分压器组件输出的电压信号转换为频率信号的电压/频率转换微电路模块组件。两组件间采用一体式可拆对插连接方式。微电路模块组件包括连接座、设置于连接座内部的电路板、设置于连接座左侧的端罩部件、设置于连接座右侧的插针，在电阻体部件上设置与插针相配合用于连接导电塑料分压器组件的插座。本实用新型具有瞬时断点补偿能力，可预防电磁干扰，信号远传强，无需再配置电压/电流转换模块，缩短安装调试时间、可直接输出与传感器轴的直线位移成线性变化关系的频率信号，性能可靠，灵敏度高，线性精度高，广泛应用在工业自动化领域。
文档编号G01B7/02GK201532185SQ20092018584
公开日2010年7月21日 申请日期2009年7月17日 优先权日2009年7月17日
发明者常见, 张巍林 申请人:江西天河传感器科技有限公司