一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，包括有壳体，所述壳体内设有同步电刷、外接电源用于供同步电刷电接触的电阻分压导流轨、用于将表示同步电刷位置信息的电压信号向外输出的电压输出导流轨、以及用于通过同步电刷将电压输出导流轨接地的悬空/接地双态导流轨，所述电阻分压导流轨、电压输出导流轨、悬空/接地双态导流轨都为圆弧形并沿圆心O的半径方向排列。本案只需一条电阻分压导流轨外接电源，一条悬空/接地双态导流轨外接外部控制电路以悬空或接地，同步电刷与电阻分压导流轨、悬空/接地双态导流轨接触后通过电压输出导流轨将表示同步电刷位置信息的电压信号向外部控制电路输出，其控制简单易实现，有效实现旋转阀位置的检测。
【专利说明】一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置
[【技术领域】]
[0001 ] 本实用新型涉及一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置。
[【背景技术】]
[0002]电位器是电子行业必不可少的电器件之一，一般用作角度传感器的电位器其碳刷与碳膜接触，碳膜长期受磨损，造成电阻值变化，可靠性和稳定性低，检测电阻误差大，寿命低；除此，用作角度传感器的电位器其碳膜为专用涂层，价格昂贵，性价比低。
[0003]中国专利申请号201020650886.1公开了一种接触式档位传感器，其采用的结构复杂,需要至少3条需外接电源的档位导流轨，其条数多使产品工艺要求高，并且需要对应的3个电刷来分别检测其与对应档位导流轨是否有接触，其结构复杂，档位导流轨输出信号路数多，使检测电路复杂。
[0004]基于以上缺点，提供结构简单易实现的一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置。
[实用新型内容]
[0005]本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，其结构简单易实现，只需一条电阻分压导流轨外接电源，一条悬空/接地双态导流轨外接外部控制电路以悬空或接地，同步电刷与电阻分压导流轨、悬空/接地双态导流轨接触后通过电压输出导流轨将表示同步电刷位置信息的电压信号向外部控制电路输出，其控制简单易实现，有效实现旋转阀位置的检测。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案:
[0007]—种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，包括有壳体1，所述壳体I内设有与所要检测旋转阀的阀芯同步绕圆心O旋转的同步电刷2、外接电源用于供同步电刷2电接触的电阻分压导流轨3、用于将表示同步电刷2位置信息的电压信号向外输出的电压输出导流轨4、以及用于通过同步电刷2将电压输出导流轨4接地的悬空/接地双态导流轨5，所述电阻分压导流轨3、电压输出导流轨4、悬空/接地双态导流轨5都为圆弧形并沿圆心O的半径方向排列；
[0008]所述电阻分压导流轨3包括多个用于与同步电刷2接触而电导通的分压接触段31，相邻分压接触段31之间电连接有与同步电刷2分离的分压电阻段32，其中，电阻分压导流轨3首、末端分别设有电源接入端311、接地端310 ；
[0009]所述电压输出导流轨4表面与同步电刷2接触而电导通，其上设有电压信号输出立而41 ;
[0010]所述悬空/接地双态导流轨5上设有多个用于与同步电刷2接触而电导通的双态轨接触段51，每个双态轨接触段51的圆心角分别与其径向方向上分压电阻段32的圆心角、分压接触段31的圆心角有重叠部分，相邻双态轨接触段51之间电连接有与同步电刷2分离的双态轨连接段52，所述悬空/接地双态导流轨5上还设有悬空/接地输入端53 ；
[0011]如上所述，同步电刷2被转动到某一位置时，所述电压输出导流轨4在悬空/接地双态导流轨5悬空时输出第一电压信号,所述电压输出导流轨4在悬空/接地双态导流轨5接地时输出第二电压信号，第一电压信号和第二电压信号的组合表明同步电刷2的位置。
[0012]如上所述，每个所述双态轨接触段51包括接触始端511和接触末端512，所述接触始端511上点与圆心O连线的延长线穿过分压接触段31，所述接触末端512上点与圆心O连线的延长线穿过分分压电阻段32。
[0013]所述接触始端511上点与圆心O连线的延长线平分分压接触段31圆心角，所述接触末端512上点与圆心O连线的延长线平分分压电阻段32圆心角。
[0014]所述悬空/接地双态导流轨5圆弧一端与悬空/接地输入端53之间还设有用于电连接的首连接段54。
[0015]如上所述，所述悬空/接地双态导流轨5圆弧另一端还设有末延长段55。
[0016]所述同步电刷2上设有电连接的3个弹性导电触头，旋转时，3个弹性导电触头分别压合在电阻分压导流轨3、分压检测导流轨4、及悬空/接地双态导流轨5表面，与分压接触段31、分压检测导流轨4、双态轨接触段51接触而电导通。
[0017]所述分压接触段31、电压输出导流轨4、悬空/接地双态导流轨5的电阻率远小于分压电阻段32的电阻率。
[0018]所述电压输出导流轨4、电阻分压导流轨3、悬空/接地双态导流轨5沿圆心O的半径方向从内向外排列。
[0019]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0020]1、只需一条电阻分压导流轨外接电源，一条悬空/接地双态导流轨外接外部控制电路以悬空或接地，同步电刷与电阻分压导流轨、悬空/接地双态导流轨接触后通过电压输出导流轨将表示同步电刷位置信息的电压信号向外部控制电路输出，其控制简单易实现，有效实现旋转阀位置的检测；
[0021]2、每个双态轨接触段的圆心角分别与对应方向上分压电阻段的圆心角、分压接触段的圆心角有重叠部分，如此，结合电阻分压导流轨可区分每个分压电阻段、每个分压接触段的上半段和下半段，从而实现对检测区域的细化；
[0022]3、结构简单易实现，需要与同步电刷接触而电导通的电压输出导流轨、分压接触段、以及双态轨接触段可采用一般的金属材料，其寿命长，性价比高，双态轨连接段不需与同步电刷接触，可采用与双态轨接触段相同的金属，只需在金属表面涂上绝缘漆即可，分压电阻段可采用碳膜电阻片，其实际中不需与同步电刷接触，有效延长寿命。
[【专利附图】
【附图说明】]
[0023]图1是本实用新型结构的截面视图。
[0024]图2是本实用新型的同步电刷。
[0025]图3是本实用新型实施例1的区域划分图。
[0026]图4是本实用新型实施例1的外接电路原理图。
[0027]图5是本实用新型实施例2的区域划分图。
[0028]图6是本实用新型实施例3的区域划分图。
[【具体实施方式】][0029]以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解:
[0030]实施例1:
[0031]如图1-2所述，一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，包括有壳体I，所述壳体I内设有与所要检测旋转阀的阀芯同步绕圆心O旋转的同步电刷2、外接电源用于供同步电刷2电接触的电阻分压导流轨3、用于将表示同步电刷2位置信息的电压信号向外输出的电压输出导流轨4、以及用于通过同步电刷2将电压输出导流轨4接地的悬空/接地双态导流轨5，所述电阻分压导流轨3、电压输出导流轨4、悬空/接地双态导流轨5都为圆弧形并沿圆心O的半径方向排列；
[0032]所述电阻分压导流轨3包括6个用于与同步电刷2接触而电导通的分压接触段31，相邻分压接触段31之间电连接有与同步电刷2分离的分压电阻段32，其中，电阻分压导流轨3首、末端分别设有电源接入端311、接地端310 ；
[0033]所述电压输出导流轨4表面与同步电刷2接触而电导通，其上设有电压信号输出立而41 ;
[0034]所述悬空/接地双态导流轨5上设有5个用于与同步电刷2接触而电导通的双态轨接触段51，每个双态轨接触段51的圆心角分别与其径向方向上分压电阻段32的圆心角、分压接触段31的圆心角有重叠部分，相邻双态轨接触段51之间电连接有与同步电刷2分离的双态轨连接段52，所述悬空/接地双态导流轨5上还设有悬空/接地输入端53 ；
[0035]如上所述，同步电刷2被转动到某一位置时，所述电压输出导流轨4在悬空/接地双态导流轨5悬空时输出第一电压信号，所述电压输出导流轨4在悬空/接地双态导流轨5接地时输出第二电压信号,第一电压信号和第二电压信号的组合表明同步电刷2的位置。
[0036]如上所述，每个所述双态轨接触段51包括接触始端511和接触末端512，所述接触始端511上点与圆心O连线的延长线穿过分压接触段31，所述接触末端512上点与圆心O连线的延长线穿过分分压电阻段32。
[0037]所述接触始端511上点与圆心O连线的延长线平分分压接触段31圆心角，所述接触末端512上点与圆心O连线的延长线平分分压电阻段32圆心角。
[0038]所述悬空/接地双态导流轨5圆弧一端与悬空/接地输入端53之间还设有用于电连接的首连接段54。
[0039]如上所述，所述悬空/接地双态导流轨5圆弧另一端还设有末延长段55。
[0040]所述同步电刷2上设有电连接的3个弹性导电触头，旋转时，3个弹性导电触头分别压合在电阻分压导流轨3、分压检测导流轨4、及悬空/接地双态导流轨5表面，与分压接触段31、分压检测导流轨4、双态轨接触段51接触而电导通。
[0041]所述分压接触段31、电压输出导流轨4、悬空/接地双态导流轨5的电阻率远小于分压电阻段32的电阻率。
[0042]所述电压输出导流轨4、电阻分压导流轨3、悬空/接地双态导流轨5沿圆心O的半径方向从内向外排列。
[0043]如图4所述，将本装置与外部检测电路100连接，具体如下:
[0044]外部检测电路包括有控制器101、电阻R6?R9、电容Cl?C2、以及二极管Dl。
[0045]其中，电源接入端311通过电阻R6与电源VCC连接，其中VCC为5V，接地端310接地。
[0046]电压信号输出端41与电阻R7 —端、二极管Dl正极、电阻R8 —端相连接，电阻R7另一端接上拉电源VH，其中VH为12V，二极管Dl负极与电源VCC连接，电阻R8另一端与电容C2 —端、控制器101ADC端的电压检测信号输入端连接,检测电压信号输出端41电压的大小，电容C2另一端接地。
[0047]悬空/接地输入端53与电阻R9 —端连接，电阻R9另一端与电容Cl 一端、控制器101电平检测信号输入端连接，电容Cl另一端接地。
[0048]本案工作原理及过程如下:
[0049]如图3-4所示，电路上各元器件参数为已知，图中已标注。
[0050]首先，控制器101控制其内开关管不导通，使电阻R9对地悬空，悬空/接地双态导流轨5悬空状态，控制器101对检测电压信号输出端41进行一次电压检测，记为Vadcl，然后，控制器101控制其内开关管导通，使电阻R9接地，电阻R9阻值远小于电阻R7阻值，悬空/接地双态导流轨5接地状态，控制器101对检测电压信号输出端41进行另一次电压检测，记为Vadc2，结合两次电压检测判断出同步电刷2的位置。
[0051]如上所述，本实施例的具体公式如下:
[0052]
【权利要求】
1.一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，包括有壳体(1)，其特征在于所述壳体(1)内设有与所要检测旋转阀的阀芯同步绕圆心O旋转的同步电刷(2)、外接电源用于供同步电刷(2)电接触的电阻分压导流轨(3)、用于将表示同步电刷⑵位置信息的电压信号向外输出的电压输出导流轨(4)、以及用于通过同步电刷(2)将电压输出导流轨⑷接地的悬空/接地双态导流轨(5)，所述电阻分压导流轨(3)、电压输出导流轨(4)、悬空/接地双态导流轨(5)都为圆弧形并沿圆心O的半径方向排列； 所述电阻分压导流轨(3)包括多个用于与同步电刷(2)接触而电导通的分压接触段(31)，相邻分压接触段(31)之间电连接有与同步电刷(2)分离的分压电阻段(32)，其中，电阻分压导流轨⑶首、末端分别设有电源接入端(311)、接地端(310)； 所述电压输出导流轨(4)表面与同步电刷(2)接触而电导通，其上设有电压信号输出端(41)； 所述悬空/接地双态导流轨(5)上设有多个用于与同步电刷(2)接触而电导通的双态轨接触段(51)，每个双态轨接触段(51)的圆心角分别与其径向方向上分压电阻段(32)的圆心角、分压接触段(31)的圆心角有重叠部分，相邻双态轨接触段(51)之间电连接有与同步电刷(2)分离的双态轨连接段(52)，所述悬空/接地双态导流轨(5)上还设有悬空/接地输入端(53)； 同步电刷(2)被转动到某一位置时，所述电压输出导流轨(4)在悬空/接地双态导流轨(5)悬空时输出第一电压信号,所述电压输出导流轨(4)在悬空/接地双态导流轨(5)接地时输出第二电压信号，第一电压信号和第二电压信号的组合表明同步电刷(2)的位置。
2.根据权利要求1所述的一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，其特征在于每个所述双态轨接触段(51)包括接触始端(511)和接触末端(512)，所述接触始端(511)上点与圆心O连线的延长线穿过分压接触段(31)，所述接触末端(512)上点与圆心O连线的延长线穿过分分压电阻段(32)。
3.根据权利要求2所述的一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，其特征在于所述接触始端(511)上点与圆心O连线的延长线平分分压接触段(31)圆心角，所述接触末端(512)上点与圆心O连线的延长线平分分压电阻段(32)圆心角。
4.根据权利要求1所述的一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，其特征在于所述悬空/接地双态导流轨(5)圆弧一端与悬空/接地输入端(53)之间还设有用于电连接的首连接段(54)。
5.根据权利要求4所述的一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，其特征在于所述悬空/接地双态导流轨(5)圆弧另一端还设有末延长段(55)。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，其特征在于所述同步电刷(2)上设有电连接的3个弹性导电触头，旋转时，3个弹性导电触头分别压合在电阻分压导流轨(3)、分压检测导流轨(4)、及悬空/接地双态导流轨(5)表面，与分压接触段(31)、分压检测 导流轨(4)、双态轨接触段(51)接触而电导通。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，其特征在于所述分压接触段(31)、电压输出导流轨(4)、悬空/接地双态导流轨(5)的电阻率远小于分压电阻段(32)的电阻率。
8.根据权利要求1-5任意一项所述的一种旋转阀阀芯旋转位置检测装置，其特征在于所述电压输出导流轨(4)、电阻分压导流轨(3)、悬空/接地双态导流轨(5)沿圆心O的半径方向从内向外排列。
【文档编号】G01B7/00GK203785614SQ201320874684
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】黄启均, 王莹, 张喜杰, 陈璐, 吴亭 申请人:华帝股份有限公司