一種轉(zhuǎn)角傳感器制造技術(shù)

一種轉(zhuǎn)角傳感器，包括電介質(zhì)為空氣的第一可變電容器（1）、第二可變電容器（2）、套筒形狀的外殼（3），所述的可變電容器裝在外殼（3）內(nèi)，外殼（3）的兩端裝有端蓋（5），端蓋的圓心部位裝有軸承（7），轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其電容值可產(chǎn)生與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角值相對(duì)應(yīng)的變化，用于檢測(cè)被測(cè)物體的旋轉(zhuǎn)角度，所述的轉(zhuǎn)角傳感器還包括電容值固定的第一電容器（1a）、第二電容器（1b），分別與第一可變電容器（1）、第二可變電容器（2）串聯(lián)，其信號(hào)輸出能消除環(huán)境溫度、濕度變化的影響，該轉(zhuǎn)角傳感器能在高溫、嚴(yán)寒、潮濕、高速、高震動(dòng)的場(chǎng)合工作，具有較高的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換精度。傳感器的結(jié)構(gòu)采用金屬材料來制造實(shí)現(xiàn)的，可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

一種轉(zhuǎn)角傳感器，具體說涉及一種由定片和動(dòng)片構(gòu)成的平行板式電容器，動(dòng)片固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其電容值可產(chǎn)生與轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)角值相對(duì)應(yīng)的變化，用于檢測(cè)被測(cè)物體的旋轉(zhuǎn)角度。
技術(shù)介紹
伺服電機(jī)在在自動(dòng)控制系統(tǒng)中能方便的定位、換向，使用壽命長(zhǎng)，適合于各種環(huán)境。而檢測(cè)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的光學(xué)編碼器，在高溫、嚴(yán)寒、潮濕、高速、高震動(dòng)的場(chǎng)合無法正常工作，限制了伺服電機(jī)的應(yīng)用，而且光學(xué)編碼器價(jià)格較高，增加了使用成本。公開號(hào)為CN1661332A的技術(shù)專利申請(qǐng)公開說明書，公開了一種旋轉(zhuǎn)角度傳感器，將可變電容器的移動(dòng)電極安裝并固定于要被檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度的物體上，固定電極與該·被測(cè)物體的旋轉(zhuǎn)無關(guān)地固定，移動(dòng)電極的旋轉(zhuǎn)角度變化時(shí)，電極之間的靜電電容也發(fā)生變化，通過一 C-V轉(zhuǎn)換電路(電容-電壓轉(zhuǎn)換電路)將旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，并公開了該旋轉(zhuǎn)角度傳感器的構(gòu)造，但該旋轉(zhuǎn)角度傳感器在高溫、嚴(yán)寒、潮濕、高速、高震動(dòng)的場(chǎng)合也無法正常工作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題是，提供一種轉(zhuǎn)角傳感器，該轉(zhuǎn)角傳感器具有較高的轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換精度，可在惡劣環(huán)境條件使用，而且制造成本較低。該本技術(shù)的轉(zhuǎn)角傳感器，包括電介質(zhì)為空氣的第一可變電容器I、第二可變電容器2、套筒形狀的外殼3，所述的可變電容器裝在外殼3內(nèi)，外殼3的兩端裝有端蓋5，端蓋5的圓心部位裝有軸承7，靠近端蓋5圓周的部位等分設(shè)有多個(gè)定位孔51 ;定位孔51的個(gè)數(shù)優(yōu)選為4個(gè)。安裝有第一可變電容器I、第二可變電容器2的第一動(dòng)片11、第二動(dòng)片21的轉(zhuǎn)軸4從軸承7的內(nèi)孔中向外伸出；第一可變電容器I的第一定片12和第二可變電容器2的第二定片22分別安裝在定片軸6上,定片軸6通過定位孔51固定在端蓋5上,定片軸6與定位孔51絕緣；第一定片12之間、第二定片22之間的間隔相等；第一動(dòng)片11位于相鄰的第一定片12中間位置，第二動(dòng)片21位于相鄰的第二定片22中間位置；所述的動(dòng)片與定片平行；所述的動(dòng)片平面形狀主體為半圓形，定片為圓形，其中間部位挖出一與動(dòng)片平面形狀相同的部分，動(dòng)片隨轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)片與定片的重合面積發(fā)生周期性變化；第一可變電容器I的第一定片12與第二可變電容器2的第二定片22相互錯(cuò)開一個(gè)定位孔51的孔位角度固定在端蓋5上，使得第一可變電容器I的動(dòng)片與定片出現(xiàn)最大重合面積時(shí)的轉(zhuǎn)角與第二可變電容器2的動(dòng)片與定片出現(xiàn)最大重合面積時(shí)的轉(zhuǎn)角不相同。所述的轉(zhuǎn)角傳感器還包括電容值固定的第一電容器la、第二電容器Ib,第一電容器Ia的一端與第一可變電容器I的定片軸6電連接，其連接點(diǎn)為轉(zhuǎn)角信號(hào)輸出端A ;第二電容器Ib的一端與第二可變電容器2的定片軸6電連接，其連接點(diǎn)為轉(zhuǎn)角信號(hào)輸出端B ;第一電容器la、第二電容器Ib的另一端相連,其連接點(diǎn)為電壓激勵(lì)信號(hào)輸入端S ;所述的外殼為激勵(lì)信號(hào)、轉(zhuǎn)角信號(hào)的地端D。為更好補(bǔ)償環(huán)境溫度、濕度變化對(duì)轉(zhuǎn)角信號(hào)的影響，所述的電容值固定的第一電容器la、第二電容器Ib,為空氣電介質(zhì)電容器。為減小旋轉(zhuǎn)時(shí)可變電容器產(chǎn)生的振動(dòng)，所述的第一動(dòng)片11與第二動(dòng)片21在轉(zhuǎn)軸4上平衡對(duì)稱設(shè)置。本技術(shù)的有益效果是1、傳感器的結(jié)構(gòu)采用金屬材料來制造實(shí)現(xiàn)的，因此可在惡劣的環(huán)境中使用，可靠性好，使用壽命長(zhǎng)；2、傳感器構(gòu)成的電氣電路形式為電容器與可變電容器串聯(lián)電路，其輸出的信號(hào)經(jīng)電容元件分壓形成，電容器和可變電容器的電介質(zhì)均為空氣，因此傳感器輸出的電壓信號(hào)不受環(huán)境溫度、濕度變化的影響；3、該傳感器輸出轉(zhuǎn)角信號(hào)為電壓信號(hào)，可瞬時(shí)測(cè)量電壓信號(hào)的幅值來確定轉(zhuǎn)角的角度，現(xiàn)有模數(shù)轉(zhuǎn)換電子模塊的采樣周期可在50ns以下，因此該傳感器可檢測(cè)高速旋轉(zhuǎn)物體高的轉(zhuǎn)角；4、傳感器由雙 聯(lián)可變電容器構(gòu)成，第一可變電容器I和第二可變電容器2出現(xiàn)最大電容值的轉(zhuǎn)角不同，通過比較第一可變電容器I和第二可變電容器2的電容值，除了能測(cè)量被測(cè)旋轉(zhuǎn)物體的轉(zhuǎn)角夕卜，還能判別正、反轉(zhuǎn)，計(jì)算出轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)數(shù)；5、該傳感器加工方便,制造成本較低；與本轉(zhuǎn)角傳感器配套的測(cè)量裝置的電子元件性能穩(wěn)定、價(jià)格較低，因此轉(zhuǎn)角測(cè)量裝置制造成本相應(yīng)也低。附圖說明圖I為本技術(shù)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為第一可變電容器I的動(dòng)片形狀示意圖。圖3為第二可變電容器2的動(dòng)片形狀示意圖。圖4為本技術(shù)的定片形狀示意圖。圖5為采用本技術(shù)測(cè)量轉(zhuǎn)角的測(cè)量裝置方框圖。圖6為電容值與轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線圖。圖7為本技術(shù)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為第一電容器la、第二電容器Ib的極板的形狀示意圖。標(biāo)號(hào)說明I一第一可變電容器I ;2—可變電容器；3—外殼；4一轉(zhuǎn)軸；5一端蓋；6—定片軸；7—軸承；8—第一電容器la、第二電容器Ib的極板11、21—第一可變電容器I、第二可變電容器2的動(dòng)片；19—弦邊；12、22—第一可變電容器I、第二可變電容器2的定片；23—導(dǎo)向孔；31—引線孔；41—隔尚套；42—?jiǎng)悠瑝|圈；43—夾持墊圈；51—定位孔；52—螺母；53—螺釘；61—定片墊圈；62—絕緣襯套；63—絕緣墊圈；65—極板絕緣襯套；66—極板絕緣墊圈。具體實(shí)施方式現(xiàn)對(duì)照附圖I說明本技術(shù)的第一實(shí)施例。本技術(shù)的轉(zhuǎn)角傳感器，包括第一可變電容器I、第二可變電容器2、套筒形狀的外殼3,第一可變電容器I、第二可變電容器2裝在外殼3內(nèi)，外殼3的兩端裝有端蓋5,端蓋5呈圓板形狀,端蓋5的一側(cè)設(shè)有與外殼3內(nèi)圓配合的凸臺(tái),端蓋5的圓心部位裝有軸承7，靠近端蓋5圓周的部位等分設(shè)有3至6個(gè)定位孔51，定位孔51的個(gè)數(shù)優(yōu)選為4個(gè)。安裝有第一可變電容器I、第二可變電容器2的第一動(dòng)片11、第二動(dòng)片21的轉(zhuǎn)軸4從軸承7中向外伸出；所述的轉(zhuǎn)軸4的中段套有隔離套41，轉(zhuǎn)軸4的左、右段分別套有夾持墊圈43，夾持墊圈43與隔離套41之間分別套有第一第一動(dòng)片11、第二第二動(dòng)片21，第一動(dòng)片11之間套有動(dòng)片墊圈42，第二動(dòng)片21之間也套有動(dòng)片墊圈42，擰緊端蓋5上的螺釘53，使軸承7內(nèi)圈的端面夾壓夾持墊圈43將第一動(dòng)片11、第二動(dòng)片21固定在轉(zhuǎn)軸4上；所述的軸承7為深溝球軸承或角接觸球軸承。 為消除第一可變電容器I、第二可變電容器2的定片之間雜散電容的影響，所述的隔離套41的長(zhǎng)度為所述的動(dòng)片與定片之間間隙長(zhǎng)度的100至300倍。第一可變電容器I的第一定片12和第二可變電容器2的第二定片22分別套在定片軸6上，定片軸6的一端具有螺紋，另一端具有凸緣，定片軸6的中間部分為定片，定片之間套有定片墊圈61,套有第一定片12的定片軸6的螺紋端從端蓋5的定位孔51沿向左方向伸出，套有第二定片22的定片軸6的螺紋端從端蓋5的定位孔51沿向右方向伸出；定位孔51與定片軸6之間設(shè)有絕緣材料制成的絕緣襯套62，定片軸6通過絕緣材料制成的絕緣墊圈63、螺母52，緊固在端蓋5上，使定片與動(dòng)片無電接觸。所述的定片墊圈61和動(dòng)片墊圈42的厚度相等，第一動(dòng)片11位于相鄰的第一定片12中間位置，第二動(dòng)片21位于相鄰的第二定片22中間位置；所述的動(dòng)片與定片平行。所述的轉(zhuǎn)角傳感器除絕緣襯套62、絕緣墊圈63外，其余部分采用鋁材料或不銹鋼材料制成。所述的第一動(dòng)片11、第二動(dòng)片21的主體為半圓形，其弦邊19中部有一向外凸出一半圓形的耳部15，在動(dòng)片的圓心部位設(shè)有圓孔13，該圓孔的邊部設(shè)有向圓心凸出的條形齒17，該條形齒的方向與弦邊垂直，動(dòng)片套在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種轉(zhuǎn)角傳感器，包括電介質(zhì)為空氣的第一可變電容器（1）、第二可變電容器（2），套筒形狀的外殼（3），所述的可變電容器裝在外殼（3）內(nèi)，外殼（3）的兩端裝有端蓋（5），端蓋（5）的圓心部位裝有軸承（7），靠近端蓋（5）圓周的部位對(duì)稱設(shè)有3至6個(gè)定位孔（51）；安裝有第一可變電容器（1）、第二可變電容器（2）的第一動(dòng)片（11）、第二動(dòng)片（21）的轉(zhuǎn)軸（4）從軸承（7）的內(nèi)孔中向外伸出；第一可變電容器（1）的第一定片（12）和第二可變電容器（2）的第二定片（22）分別安裝在定片軸（6）上，定片軸（6）通過定位孔（51）固定在端蓋（5）上，定片軸（6）與定位孔（51）絕緣；第一定片（12）之間的間隔相等、第二定片（22）之間的間隔相等；第一動(dòng)片（11）位于相鄰的第一定片（12）的中間位置，第二動(dòng)片（21）位于相鄰的第二定片（22）的中間位置；所述的動(dòng)片與定片平行；所述的動(dòng)片平面形狀主體為半圓形，定片為圓形，其中間部位挖出一與動(dòng)片平面形狀相同的部分，動(dòng)片隨轉(zhuǎn)軸（4）旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)片與定片的重合面積發(fā)生周期性變化；第一可變電容器（1）的第一定片（12）與第二可變電容器（2）的第二定片（22）相互錯(cuò)開一個(gè)定位孔（51）的孔位角度固定在端蓋（5）上，使得第一可變電容器（1）的動(dòng)片與定片出現(xiàn)最大重合面積時(shí)的轉(zhuǎn)角與第二可變電容器（2）的動(dòng)片與定片出現(xiàn)最大重合面積時(shí)的轉(zhuǎn)角不相同；所述的轉(zhuǎn)角傳感器還包括電容值固定的第一電容器（1a）、第二電容器（1b），第一電容器（1a）的一端與第一可變電容器（1）的定片軸（6）電連接，其連接點(diǎn)為轉(zhuǎn)角信號(hào)輸出端（A）；第二電容器（1b）的一端與第二可變電容器（2）的定片軸（6）電連接，其連接點(diǎn)為轉(zhuǎn)角信號(hào)輸出端（B）；第一電容器（1a）、第二電容器（1b）的另一端相連，其連接點(diǎn)為電壓激勵(lì)信號(hào)輸入端（S）；所述的外殼為激勵(lì)信號(hào)、轉(zhuǎn)角信號(hào)的地端（D）。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高玉琴，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：高玉琴，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：