一種非接觸式角位移變送裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種位移變送裝置，尤其涉及一種非接觸式的角位移變送裝置。
【背景技術(shù)】
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[0002]位移變送裝置在很多工業(yè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，位移變送裝置是用來將各種執(zhí)行機構(gòu)動作產(chǎn)生的位移變送為用戶需求的方便接收的標(biāo)準(zhǔn)信號。傳統(tǒng)的角位移變送裝置是通過運動軸轉(zhuǎn)動帶動齒輪轉(zhuǎn)動，再通過齒輪傳導(dǎo)帶動電位器轉(zhuǎn)動，改變電位器阻值，變送裝置根據(jù)變位器的阻值變化輸出相應(yīng)的信號。但因為電位器的精度不高，導(dǎo)致變送裝置檢測精度不高，且動作軸受外力作用時容易引起電位器損壞，齒輪之間的傳導(dǎo)也需要設(shè)計相對復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種非接觸式角位移變送裝置，其可通過位移傳感器將動作軸產(chǎn)生的位移變送為電流信號向外輸出，檢測精度高，輸出準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡單。
[0004]本發(fā)明的非接觸式角位移變送裝置，為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案在于:包括設(shè)在殼體內(nèi)的動作軸和電路板，殼體上設(shè)有進(jìn)線孔，所述動作軸的下端通過軸套固定在殼體的底部，動作軸的上端穿過電路板中部的插孔后向上伸出，所述電路板上處于動作軸的兩側(cè)對稱設(shè)有位移傳感器，位移傳感器分別連接電路板上的電源濾波電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路連接電源濾波電路和接線端子。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電路板上還設(shè)有與位移傳感器相連的方波信號發(fā)生電路，方波信號發(fā)生電路連接電源濾波電路，通過方波信號發(fā)生電路的調(diào)制濾波生成需要的方波信號進(jìn)入位移傳感器。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，位移傳感器依次通過信號濾波電路和信號放大電路連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，信號濾波電路和信號放大電路分別連接電源濾波電路，通過信號濾波電路和信號放大電路將信號進(jìn)行濾波調(diào)整和放大，以便提高信號傳遞的精準(zhǔn)性。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源濾波電路通過電源變換電路分別連接方波信號發(fā)生電路和位移傳感器，通過電源變換電路將工作電壓降為基準(zhǔn)電壓提供給方波信號發(fā)生電路和位移傳感器。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路經(jīng)過電位器連接接線端子，通過電位器來調(diào)節(jié)電流信號的輸出偏差。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電位器包括零點調(diào)節(jié)電位器和量程調(diào)節(jié)電位器，零點調(diào)節(jié)電位器可調(diào)節(jié)低電流信號的輸出偏差，量程調(diào)節(jié)電位器可以調(diào)節(jié)高電流信號的輸出偏差。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，電路板通過其四個角處開設(shè)的安裝孔固定在殼體內(nèi)的支柱上，其安裝簡便、穩(wěn)定。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，動作軸的上端設(shè)有防護(hù)蓋，防護(hù)蓋內(nèi)開設(shè)有可容兩個位移傳感器伸入的防護(hù)槽，防護(hù)蓋可對動作軸和位移傳感器起到防護(hù)作用。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述殼體的頂端連接有殼蓋，殼蓋可對處于殼體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)起到防護(hù)作用。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的原理是基于渦流效應(yīng)，通過動作軸偏心旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的偏心位移來測量動作軸的旋轉(zhuǎn)位移，動作軸旋轉(zhuǎn)的角度通過位移傳感器進(jìn)行檢測并由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4_20mA的信號向外輸出，其測量范圍寬、靈敏度高、分辨率高、響應(yīng)速度快、抗干擾力強。本發(fā)明采用兩個位移傳感器來感應(yīng)動作軸的轉(zhuǎn)動，由于動作軸在兩個傳感器中間轉(zhuǎn)動，相互之間無接觸，消除了彼此之間因接觸而發(fā)生的磨損問題，即使在動作軸受外力等因素而發(fā)生位置改變時，也不會因碰觸到電路板而發(fā)生損害電子元件的現(xiàn)象，其在長期工作中無磨損、可靠性好、不受油污等介質(zhì)的影響、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、易于安裝，可以很好地在高溫、多塵等惡劣環(huán)境下應(yīng)用。
【附圖說明】
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[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的電路連接示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明中電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
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[0017]參照圖1、圖2及圖3，該非接觸式角位移變送裝置，包括設(shè)在殼體1內(nèi)的動作軸2和電路板3，所述殼體1的頂端連接有殼蓋20，外部線纜依次通過殼體1上設(shè)置的防水接頭24、進(jìn)線孔25進(jìn)入殼體1內(nèi)與電路板3上的接線端子7連接，所述動作軸2的下端通過軸套8固定在殼體1的底部，動作軸2的上端穿過電路板3中部的插孔9后向上伸出，電路板3通過其四個角處開設(shè)的安裝孔16固定在殼體1內(nèi)的支柱17上，電路板3上處于動作軸2的兩側(cè)對稱設(shè)有位移傳感器4，電路板3上處于動作軸2的兩側(cè)對稱設(shè)有傳感器端口 26，位移傳感器4穿過傳感器端口 26，其下端固定在殼體1的內(nèi)底部，動作軸2的上端設(shè)有防護(hù)蓋18，防護(hù)蓋18內(nèi)開設(shè)有可容兩個位移傳感器4的上端伸入的防護(hù)槽19，所述電路板3上設(shè)有電源濾波電路13、電源變換電路14、方波信號發(fā)生電路10、信號濾波電路11、信號放大電路12、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6及接線端子7，電源濾波電路13分別連接信號濾波電路11、信號放大電路12及數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6，電源濾波電路13通過電源變換電路14分別連接位移傳感器4和方波信號發(fā)生電路10，方波信號發(fā)生電路10連接位移傳感器4，位移傳感器4依次通過信號濾波電路11、信號放大電路12連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6經(jīng)過電位器15連接接線端子7，所述電位器15包括零點調(diào)節(jié)電位器21和量程調(diào)節(jié)電位器22，電源濾波電路13連接接線端子7。
[0018]本發(fā)明的原理是:電路板3上的方波信號發(fā)生電路10產(chǎn)生方波信號進(jìn)入位移傳感器4的內(nèi)線圈提供一個交變電流，可以在位移傳感器4內(nèi)線圈周圍形成一個磁場，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，偏心導(dǎo)體內(nèi)會激發(fā)出電禍流，根據(jù)愣茲定律，電禍流的磁場方向與線圈磁場正好相反，這將改變位移傳感器4內(nèi)線圈的阻抗值，而這個阻抗值的變化與位移傳感器4線圈到被測物體之間的距離有關(guān)，距離的變化會引起阻抗變化，導(dǎo)致電壓值的變化。
[0019]工作時，外部提供DC24V的外部電源5通過接線端子7接入電路板3，經(jīng)過電源濾波電路13得到穩(wěn)定的工作電壓，此工作電壓直接提供給數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6、信號放大電路12和信號濾波電路11，工作電壓經(jīng)過電源變換電路14降為穩(wěn)定的2.5VDC作為基準(zhǔn)電壓提供給位移傳感器4和方波信號發(fā)生電路10，方波信號發(fā)生電路10提供固定頻率的方波進(jìn)入位移傳感器4，當(dāng)動作軸2的轉(zhuǎn)動引起偏心旋轉(zhuǎn)時，此時兩個位移傳感器4中的一個將檢測到動作軸2增加的距離、另一個將檢測到動作軸2減少的距離，兩個位移傳感器4會各自產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)動成線性關(guān)系的信號，此信號分別通過電路板3上的兩個信號接口 23進(jìn)入電路板3，經(jīng)過信號濾波電路11去除信號中的噪聲信號和干擾，再經(jīng)信號放大電路12放大以得到方便運算的信號傳送給數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6，由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6轉(zhuǎn)換成與動作軸2的轉(zhuǎn)動成正比的4-20mA的模擬信號，零點調(diào)節(jié)電位器21可以調(diào)節(jié)4mA處的輸出偏差，量程調(diào)節(jié)電位器22可以調(diào)節(jié)20mA處的輸出偏差，調(diào)解后的信號經(jīng)接線端子7輸出給外部。
【主權(quán)項】
1.一種非接觸式角位移變送裝置，其特征在于:包括設(shè)在殼體(1)內(nèi)的動作軸(2)和電路板(3)，殼體(1)上設(shè)有進(jìn)線孔(25)，所述動作軸(2)的下端通過軸套(8)固定在殼體(1)的底部，動作軸(2)的上端穿過電路板(3)中部的插孔(9)后向上伸出，所述電路板(3)上處于動作軸(2)的兩側(cè)對稱設(shè)有位移傳感器(4)，位移傳感器(4)分別連接電路板(2)上的電源濾波電路(13)和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(6)，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(6)連接電源濾波電路(13)和接線端子(7)。2.如權(quán)利要求1所述的一種非接觸式角位移變送裝置，其特征在于:所述電路板(3)上還設(shè)有與位移傳感器(4)相連的方波信號發(fā)生電路(10)，方波信號發(fā)生電路(10)連接電源濾波電路(13)。3.如權(quán)利要求1所述的一種非接觸式角位移變送裝置，其特征在于:位移傳感器(4)依次通過信號濾波電路(11)和信號放大電路(12)連接數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(6)，信號濾波電路(11)和信號放大電路(12)分別連接電源濾波電路(13)。4.如權(quán)利要求2所述的一種非接觸式角位移變送裝置，其特征在于:所述電源濾波電路(13)通過電源變換電路(14)分別連接方波信號發(fā)生電路(10)和位移傳感器(4)。5.如權(quán)利要求1所述的一種非接觸式角位移變送裝置，其特征在于:數(shù)模轉(zhuǎn)換電路(6)經(jīng)過電位器(15)連接接線端子(7)。6.如權(quán)利要求5所述的一種非接觸式角位移變送裝置，其特征在于:所述電位器(15)包括零點調(diào)節(jié)電位器(21)和量程調(diào)節(jié)電位器(22)。7.如權(quán)利要求1所述的一種非接觸式角位移變送裝置，其特征在于:電路板(3)通過其四個角處開設(shè)的安裝孔(16)固定在殼體(1)內(nèi)的支柱(17)上。8.如權(quán)利要求1所述的一種非接觸式角位移變送裝置，其特征在于:動作軸(2)的上端設(shè)有防護(hù)蓋(18)，防護(hù)蓋(18)內(nèi)開設(shè)有可容兩個位移傳感器(4)伸入的防護(hù)槽(19)。9.如權(quán)利要求1所述的一種非接觸式角位移變送裝置，其特征在于:所述殼體(1)的頂端連接有殼蓋(20)。
【專利摘要】本發(fā)明的非接觸式角位移變送裝置，為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案在于：包括設(shè)在殼體內(nèi)的動作軸和電路板，殼體上設(shè)有進(jìn)線孔，所述動作軸的下端通過軸套固定在殼體的底部，動作軸的上端穿過電路板中部的插孔后向上伸出，所述電路板上處于動作軸的兩側(cè)對稱設(shè)有位移傳感器，位移傳感器分別連接電路板上的電源濾波電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路連接電源濾波電路和接線端子。本發(fā)明可通過位移傳感器將動作軸產(chǎn)生的位移變送為電流信號向外輸出，檢測精度高，輸出準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)簡單。
【IPC分類】G01B7/02
【公開號】CN105466322
【申請?zhí)枴緾N201510789967
【發(fā)明人】沙艷秋, 孫宇, 趙鵬, 陳福垚, 耿文遠(yuǎn), 馬淳峰, 黃嘉奇, 丁文超, 孫洋
【申請人】航天科工哈爾濱風(fēng)華有限公司電站設(shè)備分公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月17日