专利名称：角速度、角位移检测器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及角速度、角位移的测量，尤指一种用于电动机或转动机械的角速度、角位移检测器。
目前在检测电动机和转动机械的转动角速度、角位移中，一般将传感元件和调制盘分别装在其固定部分和转动部分，例如为了检测电动机的角速度和角位移，通常将传感元件装在电动机机壳上，将调制盘装在电动机轴上，调制盘在随着电动机的轴转动而转动的同时，对传感元件的信号进行调制，传感元件中产生的交变信号反应了电动机的角速度和角位移量，即交变信号的周期反应了角速度量，交变信号的高低电平反应了角位移量。但这种方式对传感元件和调制盘安装位置精度要求高，调制盘对传感元件难以准确调制且需现场安装，若调制盘安装位置偏左，则传感元件无法受到调制盘的调制；偏右，则调制盘与传感元件相碰，可能使之损坏。因此存在制造和调试难度大，同时由于电动机或转动机械的使用环境皆为振动大和灰尘多，因此传感元件和调制盘的安装位置更难以保证，且传感元件的灵敏度也受到严重影响。
本实用新型的目的是提供一种传感元件与调制盘能准确定位，且具有防尘、抗振的整体式角速度、角位移检测器。
本实用新型采用如下技术方案与现有角速度、角位移检测器一样，它含有传感元件和调制盘以及控制电路板，传感元件经调制盘调制后的信号，由与传感元件相连接的控制电路输出，输出信号的周期和高低电平分别反应了角速度和角位移量，所不同的是，该检测器还有一轴承、一固定支架以及一封闭盖、固定支架装固于电动机或转动机械的定子或不转动部分并紧配合跨置在轴承外圈上，传感元件以及控制电路板分别固定于固定支架上，调制盘的内环装置在电动机或转动机械的转轴上，轴承内圈套置于调制盘的内环上并为紧配合。封闭盖装设于固定支架上并将轴承、固定支架、传感元件、控制电路板、调制盘封盖。当电动机或转动机械的转轴转动时，由于调制盘内环与轴承内圈紧配合而固定支架与轴承外圈紧配合，则调制盘随着转轴的转动而以相同的速度对传感元件的信号进行调制。经调制后的信号通过与传感元件相连接的控制电路输出一交变信号，信号的周期反应了电动机或转动机械的角速度，信号的高低电平反应了其角位移量。
由于本实用新型采用了轴承和固定支架且轴承的内圈与调制盘内环、外圈与固定支架的配合方式，使得调制盘与传感元件能定位准确、抗震，同时由于封闭盖的采用，使得传感元件具有防尘功能。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。
图1为现有检测器的结构示意图。
图2为本实用新型端面结构示意图。
图3为图2“A－A”向的局部剖视示意图。
图4为本实用新型传感元件为光电式的传感元件偏置方式电路图。
图5为本实用新型的输出波形图。
图6为本实用新型的传感元件与调制盘相对位置为径向排列示意图。
图7－图10为本实用新型采用不同形式的调制盘示意图。
图11为本实用新型采用二组传感元件时，传感元件与调制盘原理示意图。
如图2－3所示，本实用新型含有轴承1、固定支架2、调制盘3、传感元件4、控制电路板5、封闭盖6，其中固定支架2装固于电动机或转动机械的定子或不转动部份并紧配合跨置在轴承1外圈11上，传感元件4以及控制电路板5固定于固定支架2上，调制盘3的内环31装置在电动机或转动机械的转轴上，轴承1内圈12套置于调制盘3的内环31上并为紧配合，封闭盖6装置于固定支架2上并将轴承1、支架2、调制盘3、传感元件4控制电路板5封盖，当电动机或转动机械的转轴转动时，由于调制盘3内环31与轴承1内圈12紧配合，而固定支架2与轴承1外圈11紧配合，则调制盘3随着转轴的转动而以相同的速度对传感元件4的信号进行调制，经调制后的信号通过与传感元件4相连接的控制电路板5输出交变信号，该信号通过电缆线7输出，信号的周期和高低电平分别反应了电动机或转动机械的角速度和角位移量，而封闭盖6起到防尘的作用，使传感元件4的灵敏度不致受影响。
当传感元件4采用直射式光电传感元件时，该传感元件4由发光元件41和接收元件42组成，当调制盘3的齿32或槽33分别转到传感元件4处时，接收元件42便接收不到或接收到发光元件41的光，由控制电路板5输出相应的低电平或高电平，当调制盘3连续转动时，控制电路板5输出的是一连续的脉动方波(如图5所示)。
当传感元件4采用可变电容元件时，调制盘3可采用沿圆周不同的材质或表面涂布不同导电性的材质，当调制盘3连续转动时，可变电容的电场将改变使控制电路板5输出一连续的脉冲方波。
综上所述传感元件4可采用各种形式，如直射式光电传感元件、反射式光电传感元件、霍耳元件、变电容元件、可变电感元件等。当采用不同传感元件时，如图7所示，其调制盘则为相应的不同形式，如采用沿圆周分布齿槽、通孔的盘、沿圆周采用不同材质或表面涂覆不同材质(如不同反光性、透光性、导电性、导磁性等)的盘，表面也可贴有或嵌有一块或多块磁钢的调制盘等。
当检测器用于角位移检测时，经常要求转轴转至某一特定位置时，输出电平正好产生某一跳变，这种情况下，先将检测器锁定在产生所需输出电平跳变的位置，并在将转轴安放在该特定位置时，将检测器固定在电动机或转动机械上，则能满足所需角位移检测要求。为实现检测器的锁定功能，如图2－3所示，可先用封闭盖6上的定位螺钉9拧入固定支架2上的定位孔(图中未画出)，实现封闭盖6同固定支架2之间的定位；再利用定位螺钉8拧入调制盘3上能使传感元件4和调制盘3处于输出电平跳变的定位孔(图中未画出)，实现封闭盖同调制盘3间的定位。此时设计定位螺钉8、9和定位孔的位置时，应考虑能使传感元件4和调制盘3正好处于输出电平跳变的位置。
如图6所示，传感元件4同调制盘3的相对位置也可以为径向排列。
当要求提高角位移分辨率时，只需增加传感元件的数量。当采用几个传感元件时，便可从几个信号组合的状态中得到20个不同角位移。如图8所示为采用两个传感元件，二者间距1／4感测盘齿距得到的信号，其角位移分辨率为1／4T，而采用1个传感元件所得输出的角位移分辨率为1／2T。
权利要求1.一种用于测量电动机或转动机械的角速度、角位移检测器，它由含有调制盘(3)、传感元件(4)、控制电路板(5)，传感元件(4)经调制盘(3)调制后的信号由与传感元件(4)相连接的控制电路板(5)处理后输出交变信号，其特征在于该检测器还包含有一轴承(1)、一固定支架(2)以及一封闭盖(6)，固定支架(2)装固于电动机或转动机械的定子或不转动部位并紧配合跨置在轴承(1)的外圈(11)上，传感元件(4)以及控制电路板(5)固定于固定支架(2)上，调制盘(3)的内环(31)装置于电动机或转动机械的转轴上，轴承(1)内圈(12)套置于调制盘(3)的内环(31)上并为紧配合，封闭盖(6)装设于固定支架(2)上并将轴承(1)、支架(2)、调制盘(3)、传感元件(4)控制电路板(5)封盖。
2.如权利要求1所述的角速度、角位移检测器，其特征在于所说的固定支架(2)调制盘(3)上分别有能使传感元件(4)输出一跳变信号的锁定定位孔。
3.如权利要求1所述的角速度、角位移检测器，其特征在于所说的传感元件(4)与调制盘(3)的相对位置可为径向排列。
专利摘要本实用新型是一种电动机或转动机械角速度、角位移检测器，它含有轴承、固定支架、调制盘、传感元件、控制电路板以及封闭盖，支架装固于电动机或转动机械的定子或不转动部位并紧跨置在轴承的外圈上，传感元件和控制电路固定于支架上，调制盘内环装置于电动机或转动机械的转轴上，轴承内圈套置于调制盘的内环上并为紧配合，调制盘对传感元件的信号调制，再由控制电路输出，该检测器具有易准确定位、抗震、防尘的优点。
文档编号G01P3/42GK2194513SQ9423852
公开日1995年4月12日 申请日期1994年4月9日 优先权日1994年4月9日
发明者高超, 张学万 申请人:上海中达-斯米克电器电子有限公司, 纺织工业部纺织机械研究所