专利名称：一种基于磁敏角度技术的拉线式位移传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量设备，特别是一种基于磁敏角度技术的拉线式位移传感器。
二背景技术：
传统的拉线式位移传感器采用电位器式位移传感器，它通过电位器元件将机械位 移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。普通直线电位器和圆形电位器都 可分别用作直线位移和角位移传感器。但是，为实现测量位移目的而设计的电位器，要求在 位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相 连。物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。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。通常在电位器上通以电源电压，以把电阻变化转换为 电压输出。传统的拉线式位移传感器由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯而变化，其输 出特性亦呈阶梯形。如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件，则过大的阶跃 电压会引起系统振荡。因此在电位器的制作中应尽量减小每匝的电阻值。同时，电位器式 传感器的另一个主要缺点是易磨损，分辨力差，阻值偏低，高频特性差，从而导致测量精度 的下降。
三
实用新型内容针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的就是提供一种基于磁敏 角度技术的拉线式位移传感器，可有效解决拉线式位移传感器接触不良、易损坏、高频特 性差、测量精度差等问题，其解决的技术方案是，包括轮毂、传动轴和磁铁，轮毂装在传动轴 上，传动轴装在轮毂两侧的轴承内，轮毂一侧装有与传动轴相连的回复弹簧，传动轴一端装 有磁铁，靠磁铁外侧装有与磁铁相配应的数据处理器，本实用新型结构简单，新颖独特，使 用方便，测量精度高，机械接触好，寿命好，可靠性差，高频响应特性好，通过通信接口可以 直接与应用系统进行数据的交换。
四
图1为本实用新型的结构主视图。图2为本实用新型的数据处理器结构框示图。
五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施作详细说明。由图1、2所示，本实用新型包括轮毂、传动轴和磁铁，轮毂4装在传动轴1上，传动 轴1装在轮毂两侧的轴承2内，轮毂4 一侧装有与传动轴相连的回复弹簧3，传动轴1 一端 装有磁铁5，靠磁铁外侧装有与磁铁相配应的数据处理器6。为了保证使用效果，所说的数据处理器6是由数据处理单元(如80C51单片机等 微处理器)两侧的磁敏角度感应器和输入/输出模块(器)经通信接口相连组成，磁敏角度感应器置于靠磁铁5 —侧的数据处理单元的输入端，输入/输出模块(器)置于数据处 理单元另一侧的输出端；所说的通信接口可以是RS232接口、RS485接口 ；所说的磁敏角度 感应器与磁铁安装在同一轴线上。本实用新型的工作情况是，拉线的钢绳缠绕在轮毂上，因轮毂与磁铁连接在一起， 当拉线产生位移的时候，带动轮毂的转动，轮毂的转动造成与轮毂的轴连接的磁铁转动，从 而磁铁的磁场产生一个变化的角度。拉线运动发生的时候，回复弹簧使拉线具备一定的张 力，确保拉线的位移与磁敏角度的比例关系。因磁敏角度感应器与磁铁安装在同一轴线上， 有效用来感应磁铁角度的变化，并用微处理器读取磁敏角度信息，将磁敏角度运算为拉线 的位移；设计通讯接口，微处理器通过通信接口接收来自应用系统的命令并将位移信息通 过通信接口返回给应用系统。由上述情况可以看出，本实用新型是基于磁敏角度技术的拉线式位移传感器以磁 场为传输载体，将拉线位移转换为磁场角度位移，并将位移信号通过通信接口返回给应用 系统，在应用时，为了提高测量精度，改变传统的拉线式位移传感器接触式、易磨损、高频特 性差等缺点，基于磁敏角度技术的拉线式位移传感器以磁场为媒介，将机械位移变化转化 为磁场角度变化，一方面解决传统拉线位移传感器的接触方式，另一方面减少了磨损、提高 了系统高频特性，从而确保位移检测精度。数据处理运算器，用于对接收到的磁敏角度信号 通过数学模型运算为拉线的位移信号。通信接口，通过通信接口与应用系统的设备进行通 信，接收来自应用系统设备的命令并将采集到的位移信号反馈给应用系统，而且在工作中， 消除了机械接触，使用寿命长、高频响应特性好，通过通信接口可以直接与应用系统进行数 据的交换，提高了数据采集精度及稳定性和可靠性，降低了位移传感器的应用门槛，是拉线 式位移传感器的创新。还要指出的是，本实用新型各部件均为市售产品，本实用新型的贡献在于，将它们 经科学、合理的组合在一起，构成一种新型的基于磁敏角度技术的拉线式位移传感器，有效 用于被测物体产生的位移，达到测量之目的，上述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非 对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非 用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内， 当可利用上述揭示的技术内容作出些更动或者修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱 离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单 修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求一种基于磁敏角度技术的拉线式位移传感器，包括轮毂、传动轴和磁铁，其特征在于，轮毂(4)装在传动轴(1)上，传动轴(1)装在轮毂两侧的轴承(2)内，轮毂(4)一侧装有与传动轴相连的回复弹簧(3)，传动轴(1)一端装有磁铁(5)，靠磁铁外侧装有与磁铁相配应的数据处理器(6)。
2.根据权利要求1所述的基于磁敏角度技术的拉线式位移传感器，其特征在于，所说 的数据处理器(6)是由数据处理单元两侧的磁敏角度感应器和输入/输出模块经通信接口 相连组成，磁敏角度感应器置于靠磁铁(5) —侧的数据处理单元的输入端，输入/输出模块 置于数据处理单元另一侧的输出端。
3.根据权利要求2所述的基于磁敏角度技术的拉线式位移传感器，其特征在于，所说 的磁敏角度感应器与磁铁安装在同一轴线上。
专利摘要本实用新型涉及基于磁敏角度技术的拉线式位移传感器，可有效解决拉线式位移传感器接触不良、易损坏、高频特性差、测量精度差等问题，其解决的技术方案是，包括轮毂、传动轴和磁铁，轮毂装在传动轴上，传动轴装在轮毂两侧的轴承内，轮毂一侧装有与传动轴相连的回复弹簧，传动轴一端装有磁铁，靠磁铁外侧装有与磁铁相配应的数据处理器，本实用新型结构简单，新颖独特，使用方便，测量精度高，机械接触好，寿命好，可靠性差，高频响应特性好，通过通信接口可以直接与应用系统进行数据的交换。
文档编号G01D5/12GK201583246SQ20102004116
公开日2010年9月15日 申请日期2010年1月13日 优先权日2010年1月13日
发明者刘艳, 单国全, 卢印举, 苏玉, 马芳 申请人:中州大学