專利名稱：一種非接觸式防水型位移傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非接觸式防水型位移傳感器，尤其涉及一種用于測量角度位移、線性長度位移及轉(zhuǎn)速的非接觸式防水型位移傳感器。
背景技術(shù)：
目前，角位移測量一般使用光電式旋轉(zhuǎn)編碼器，其是集光機(jī)電技術(shù)于一體的速度位移傳感器，其工作原理為光電式旋轉(zhuǎn)編碼器軸帶動光柵盤旋轉(zhuǎn)，同時，發(fā)光元件發(fā)出的光由光柵盤狹縫切割成斷續(xù)光線，并被接收元件接收產(chǎn)生初始信號，該初始信號再經(jīng)后繼電路處理，輸出脈沖或代碼信號。在此應(yīng)用過程中，這些旋轉(zhuǎn)編碼器需要在被測物體的帶動下才能開始進(jìn)行測量，即旋轉(zhuǎn)編碼器需要通過被測物體位移直接傳遞到編碼器的軸來實現(xiàn)測量，而在這種不能使編碼器和被測物體完全進(jìn)行物理隔離的情況下，隨著工作時間和使用次數(shù)的增加，極易造成傳動部件等受損，同時，環(huán)境因素的影響特別是潮濕環(huán)境下，極易造成傳動部件等腐蝕，從而使測量的精度受到嚴(yán)重影響，甚至造成測量無法進(jìn)行?，F(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)明專利ZL 200910308373. 4公開了一種光電位移傳感器及其制備方法，所述光電位移傳感器包括激光器、光纖和位移刻度板，激光器安裝于被測物體的主軸上，并可沿被測物體的主軸進(jìn)行運(yùn)動；激光器產(chǎn)生的激光束通過光纖照射到位移刻度板上；位移刻度板上的位移刻度由具有光電導(dǎo)效應(yīng)的半導(dǎo)體材料制成，位移刻度板用于感應(yīng)通過光纖傳輸?shù)募す馐?，并產(chǎn)生光電流。本發(fā)明光電位移傳感器的結(jié)構(gòu)簡單緊湊、體積小、便于攜帶且測量精度相對傳統(tǒng)的位移傳感器大幅度提高，并在一定程度上實現(xiàn)了非接觸式位移傳感，但其激光器仍需與被測物體直接接觸，還不能夠使傳感器受到有效防護(hù)，相應(yīng)地其性能還不能夠得到充分保障。實用新型專利ZL201020635370. X公開了一種非接觸式調(diào)試磁致伸縮位移傳感器，包括殼體，殼體的一端是端蓋，端蓋的外表面設(shè)有至少一個內(nèi)凹的盲沉孔，殼體內(nèi)設(shè)置有傳感器電路板，電路板固定有與盲沉孔數(shù)量相同的霍爾開關(guān)，霍爾開關(guān)靠近盲沉孔；一調(diào)試筆，調(diào)試筆設(shè)置有略小于盲沉孔內(nèi)徑的磁粒，該實用新型實現(xiàn)了非接觸式位移傳感，并對傳感器元件進(jìn)行了有效防護(hù)，但是其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，在使用時，還需利用調(diào)試筆對傳感器進(jìn)行調(diào)試，操作不夠方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種非接觸式防水型位移傳感器，完全實現(xiàn)非接觸式位移傳感，并使傳感器受到有效防護(hù)，充分保障其測量的精度，大幅延長其使用壽命。本發(fā)明解決問題的技術(shù)方案是一種非接觸式防水型位移傳感器，包括相互連接的殼體、磁傳感器、處理電路及電纜，其中，還包括轉(zhuǎn)動軸、支撐所述轉(zhuǎn)動軸的支架、安裝在所述轉(zhuǎn)動軸上的永磁體；所述磁傳感器和處理電路相互連接并密封設(shè)置在所述殼體內(nèi)；所述殼體設(shè)置在所述支架上，并與設(shè)置在所述支架上的所述轉(zhuǎn)動軸相互分離設(shè)置。
進(jìn)一步地,所述永磁體為圓柱形,并能夠與所述轉(zhuǎn)動軸同步轉(zhuǎn)動。
進(jìn)一步地，所述磁傳感器和處理電路通過粘接或者灌封的方式安裝在所述殼體內(nèi)。進(jìn)一步地，所述永磁體的中心、所述磁傳感器的中心和所述轉(zhuǎn)動軸的中心在同一條直線上。進(jìn)一步地，所述磁傳感器由兩個互相垂直的豎直型的霍爾傳感器組合而成。所述霍爾傳感器是在磁場的作用下，由于電流的存在而引起感應(yīng)電壓的儀器。本發(fā)明所述磁傳感器由兩個互相垂直的豎直型的霍爾傳感器組合而成，而所包含的兩個霍爾傳感器中的電流供應(yīng)點能夠直接連接在一起，從而能夠把兩個霍爾傳感器的中心的接觸點進(jìn)行合并，進(jìn)而使得所述磁傳感器在結(jié)構(gòu)上緊湊，并能夠用來測量在同一點上相互垂直的兩個方向上的磁場強(qiáng)度，即所述磁傳感器能夠同時感應(yīng)處在一個平面上的兩個相互垂直方向上的磁場分量。同時，盡管組成所述磁傳感器的這兩個霍爾傳感器在電路上是相互連通的，但這兩個霍爾傳感器的相互垂直的設(shè)置使其在兩個方向上的霍爾效應(yīng)互不相關(guān)，在此基礎(chǔ)上，所述磁傳感器與所述永磁體的結(jié)合使用，則使本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對被測物體的非接觸式測量且測量精度更高；再者，測量物體的角度及位移等值是組成所述磁傳感器的這兩個霍爾傳感器的輸出信號的比值，相比傳統(tǒng)采用的輸出信號的絕對量值，能夠有效避免溫度等外界環(huán)境及霍爾傳感器的構(gòu)造因素對測量精度的影響，充分保證測量的準(zhǔn)確性；此外,霍爾傳感器體積小,成本低,從而使所述磁傳感器整體體積小,節(jié)省空間，并且經(jīng)濟(jì)成本低。本發(fā)明所述磁傳感器及所述處理電路密封設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述殼體具有良好的水密性、氣密性，使所述磁傳感器和處理電路受到充分保護(hù)，能夠有效防水及其他物質(zhì)影響，即，使所述傳感器的功能發(fā)揮不受外界環(huán)境影響，從而使所述磁傳感器的穩(wěn)定性增強(qiáng)，利于延長其使用壽命。本發(fā)明所述殼體與所述轉(zhuǎn)動軸分離設(shè)置，進(jìn)一步地保障了對物體進(jìn)行非接觸式測量的實現(xiàn)。本發(fā)明所述永磁體的中心、所述磁傳感器的中心和所述轉(zhuǎn)動軸的中心在同一條直線上，則進(jìn)一步地使測量的精度得到了保障。應(yīng)用本發(fā)明非接觸式防水型位移傳感器時，將待測物體置于所述轉(zhuǎn)動軸上，隨著待測物體移動，所述永磁體在待測物體帶動下與所述轉(zhuǎn)動軸同步進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)及移動到磁場變化的轉(zhuǎn)換，從而根據(jù)所述永磁體所產(chǎn)生的磁場角度變換，所述磁傳感器將測量信號經(jīng)所述處理電路處理后傳送并顯示。在此過程中，通過對磁場的角位移測量，能夠得到安裝待測物體所轉(zhuǎn)動的角度，計算單位時間內(nèi)角位移的變化即可得到待測物體的轉(zhuǎn)速，角位移或速度乘以轉(zhuǎn)動的半徑即是待測物體的線位移或線速度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是I、本發(fā)明以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對物體的線位移、角位移等進(jìn)行非接觸式的測量，并且，測量精度大幅提高，穩(wěn)定性也顯著增強(qiáng)，通過密封達(dá)到全面防水保護(hù)，能夠抵御各種環(huán)境因素變化的影響；2、本發(fā)明的創(chuàng)新設(shè)計，在使用過程中，能夠充分避免機(jī)械摩擦、電器暴露等現(xiàn)象發(fā)生，并且，操作方便，占據(jù)空間小，經(jīng)濟(jì)成本低，適于在各種需要進(jìn)行角位移、線位移等測量的相關(guān)領(lǐng)域中推廣應(yīng)用，尤其適于在防水、防爆等高要求的環(huán)境下使用。


圖I為本發(fā)明非接觸式防水型位移傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明非接觸式 防水型位移傳感器的剖視圖；圖3為應(yīng)用本發(fā)明非接觸式防水型位移傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為應(yīng)用本發(fā)明非接觸式防水型位移傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量時的外部結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為應(yīng)用本發(fā)明非接觸式防水型位移傳感器進(jìn)行角度位移測量時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為應(yīng)用本發(fā)明非接觸式防水型位移傳感器進(jìn)行線位移測量時的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所不1-殼體，2-磁傳感器,3-處理電路,4-電纜,5-轉(zhuǎn)動軸,6_支架,7_永磁體，8_轉(zhuǎn)動輪,9-擺錘，10-線纜圈，11-線纜。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。如圖I及圖2所示，一種非接觸式防水型位移傳感器，包括相互連接的殼體I、磁傳感器2、處理電路3、電纜4、轉(zhuǎn)動軸5、支撐轉(zhuǎn)動軸5的支架6、安裝在轉(zhuǎn)動軸5上的永磁體7 ;其中，磁傳感器2和處理電路3相互連接并密封設(shè)置在殼體I內(nèi)；殼體I設(shè)置在支架6上，并與設(shè)置在支架6上的轉(zhuǎn)動軸5相互分離。上述實施例中，永磁體7為圓柱形，并能夠與轉(zhuǎn)動軸5同步轉(zhuǎn)動；磁傳感器2由兩個互相垂直的豎直型的霍爾傳感器組合而成；磁傳感器2和處理電路3通過灌封的方式安裝在殼體I內(nèi)；永磁體7的中心、磁傳感器2的中心和轉(zhuǎn)動軸5的中心在同一條直線上。如圖3及圖4所示，應(yīng)用本發(fā)明非接觸式防水型位移傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量，將待測轉(zhuǎn)動輪8置于轉(zhuǎn)動軸5上，隨著轉(zhuǎn)動輪8轉(zhuǎn)動，永磁體7在轉(zhuǎn)動輪8帶動下與轉(zhuǎn)動軸5同步進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為到磁場角度變化，根據(jù)永磁體7所產(chǎn)生的磁場角度變換，磁傳感器2將測量信號經(jīng)處理電路3處理后傳送并顯示單位時間內(nèi)角位移的變化，即得到轉(zhuǎn)動輪8的轉(zhuǎn)速。如圖5所示，應(yīng)用本發(fā)明非接觸式防水型位移傳感器進(jìn)行角位移測量，將待測擺錘9置于轉(zhuǎn)動軸5上,隨著擺錘9轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動軸5上的永磁體7在擺錘9帶動下與轉(zhuǎn)動軸5同步進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為到磁場角度變化，根據(jù)永磁體7所產(chǎn)生的磁場角度變換，殼體I內(nèi)的磁傳感器2將測量信號經(jīng)處理電路3處理后傳送并顯示，即得到擺錘9的角位移。如圖6所示，應(yīng)用本發(fā)明非接觸式防水型位移傳感器進(jìn)行線位移測量，將待測線纜圈10置于轉(zhuǎn)動軸5上，隨著線纜圈10轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動軸5上的永磁體7在線纜圈10帶動下與轉(zhuǎn)動軸5同步進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為到磁場角度變化，根據(jù)永磁體7所產(chǎn)生的磁場角度變換，殼體I內(nèi)的磁傳感器2將測量信號經(jīng)處理電路3處理后傳送并顯示，即得到線纜圈10上線纜11的線位移。
本發(fā)明不限于上述實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員所做出的對上述實施方式任何顯而易見的改進(jìn)或變更，都不會超出本發(fā)明的構(gòu)思和所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍
權(quán)利要求
1.ー種非接觸式防水型位移傳感器，包括相互連接的殼體、磁傳感器、處理電路及電纜，其特征在于還包括轉(zhuǎn)動軸、支撐所述轉(zhuǎn)動軸的支架、安裝在所述轉(zhuǎn)動軸上的永磁體；所述磁傳感器和處理電路相互連接并密封設(shè)置在所述殼體內(nèi)；所述殼體設(shè)置在所述支架上，并與設(shè)置在所述支架上的所述轉(zhuǎn)動軸相互分離設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非接觸式防水型位移傳感器，其特征在于所述永磁體為圓柱形，并能夠與所述轉(zhuǎn)動軸同步轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非接觸式防水型位移傳感器，其特征在于所述磁傳感器和處理電路通過粘接或者灌封的方式安裝在所述殼體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的非接觸式防水型位移傳感器，其特征在于所述永磁體的中心、所述磁傳感器的中心和所述轉(zhuǎn)動軸的中心在同一條直線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的非接觸式防水型位移傳感器，其特征在于所述磁傳感器由兩個互相垂直的豎直型的霍爾傳感器組合而成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非接觸式防水型位移傳感器，包括相互連接的殼體、磁傳感器、處理電路及電纜，其中，還包括轉(zhuǎn)動軸、支撐所述轉(zhuǎn)動軸的支架、安裝在所述轉(zhuǎn)動軸上的永磁體；所述磁傳感器和處理電路相互連接并密封設(shè)置在所述殼體內(nèi)；所述殼體設(shè)置在所述支架上，并與設(shè)置在所述支架上的所述轉(zhuǎn)動軸相互分離設(shè)置。本發(fā)明以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對物體進(jìn)行線位移、角位移等非接觸式測量，測量精度大幅提高，穩(wěn)定性也顯著增強(qiáng)，通過密封達(dá)到全面防水保護(hù)，能夠抵御各種環(huán)境因素變化的影響；同時，在使用過程中，能夠充分避免機(jī)械摩擦、電器暴露等現(xiàn)象發(fā)生，且操作方便，占據(jù)空間小，經(jīng)濟(jì)成本低，適于在各種需要進(jìn)行角位移、線位移等測量的相關(guān)領(lǐng)域中推廣應(yīng)用。
文檔編號G01B7/02GK102620637SQ20121006070
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者張全旭, 王澤宇, 王維剛 申請人:北京智博聯(lián)科技有限公司