[发明专利]一种导电塑料电压比输出角度传感器

说明书

技术领域

本发明涉及角度传感器技术领域，尤其涉及一种用于地铁牵引机车司机控制器的导电塑料电压比输出角度传感器。

背景技术

角度（角位移）传感器在军工、民品的各个领域应用很广，特别是导电塑料角度传感器，以它的线性好、精度高、寿命超长和电磁兼容性好而应用于高端民品领域（譬如高铁、地铁等牵引机车的司机控制器），就电力机车而言，它是对速度和行进方向控制的重要部件。

电力机车（包括地铁牵引机车）司机控制器中用的角度感知元件种类较多，如线绕式电位器、角度编码器等。导电塑料角度传感器以其优良性能用于司控器则是近几年的事情。这类传感器的核心部件是导电塑料电阻体，一般是采用喷涂、热压工艺制成的。导电塑料角度传感器的工作原理是司控器的操控手柄与传感器的转轴相连，搬动手柄的转动角度基本上跟电阻值的变化成函数关系，根据电阻器的分压原理，就可以实现旋转角度大小转变成高低的电压信号，用于控制机车运动的方向和行进的速度。司控器中角度传感器的供电电源来自沿线的电力线路，由于机车在启动和运行时段的负载变化、机车在跨区段运行时供电区段的电源差异以及供电部门对电力线路的负载调配等因素，或多或少地造成传感器工作电压的波动，其输出信号也随之波动，其后果是致使机车车速不稳定，当司控器控制手柄搬至指定位置时，达不到预定速度，机车处在微失控状态，给机车运行造成隐患。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供了一种导电塑料电压比输出角度传感器，该导电塑料电压比输出角度传感器摒弃电位器式传感器传统的电压输出方式，以电压比方式输出，该电压比为一定值，不会受传感器工作电压波动的影响，而导致机车车速不稳定。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种导电塑料电压比输出角度传感器，包括电阻体、电刷、转轴，所述转轴设于电阻体的中心，与司控器的操作手柄相连，所述电阻体的端面上设有电压零位引出端、电压引入端、有效行程区，所述有效行程区设为以操作手柄为中心的-45°～+45°扇形区域，所述电压零位引出端、电压引入端均设于有效行程区外，所述电刷设于有效行程区表面，其特征在于所述电阻体端面上还设有零位补偿区、电压调整区、参考电压引出端，所述电压调整区设置在有效行程区外，所述参考电压引出端设于电压调整区与有效行程区之间，所述零位电压补偿区设于电压调整区与零位引入端之间，所述电压调整区和零位补偿区均采用修刻工艺进行调参处理，在所述电压零位引出端和电压引入端之间接入恒定稳态直流电源时，在每一档位处所述参考电压引出端与电刷的电压输出比为一定值，当电压引入端的电压有一定波动时，电压输出比不变。

进一步的，所述电阻体为导电塑料材质，并采用热压工艺成型。

进一步的，所述电刷采用钯铱合金材料。

进一步的，所述有效行程区和电压调整区均喷涂石墨电阻浆料。

进一步的，所述零位补偿区表面喷涂银浆料。

本发明的角度感知元件为导电塑料电阻体，工作面平滑且电磁兼容好，电刷采用钯铱合金材料，工作噪声小且寿命超长，具有线性精度高和分辨力极高的特点。在司控器中工作时，其提供给机车的信号不再是一个单纯的电压信号，而是一个电压信号与参考电压的比值，当传感器的供电电压发生波动时，输出信号与参考电压跟随波动，但其比值是一定值。

本发明的有益效果是：结构简单，位置指示精度高，工作性能稳定，有效的弥补了现有导电塑料角度传感器由于供电电压波动对机车运行产生的影响，适合因机车的负载变化大、机车在跨区段运行时供电区段的电源差异以及供电部门对电力线路的负载调配等因素造成传感器工作电压波动情况下使用。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例的工作原理示意图；

图3为电压输出比率曲线及档位对应值。

图中：1、电阻体，2、电压零位引出端，3、零位补偿区，4、行程有效区，5、参考电压引出端，6、电压调整区，7、电压引入端，8、电刷。

具体实施方式