[实用新型]线位移导电塑料频率输出传感器

说明书

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俱佳、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，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，缩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。

附图说明