采用双精密导电塑料电位器互补测量的风向传感器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种采用双精密导电塑料电位器互补测量的风向传感器。轴杆连接套固定在同轴双联导电塑料电位器的旋转轴上，轴杆的一端与轴杆连接套固定，内壳体套入在同轴双联导电塑料电位器上，轴杆另一端固定电位器调整轮，连接套与内壳体固定，连接套的下端与电路板相固定，同轴双联导电塑料电位器与电路板连接，航空插头的一端与电路板焊接固定，上述整体结构置于上壳体内，下壳体与上壳体固定，航空插头的另一端锁固在下壳体的上端面上，轴杆的另一端穿过与上壳体相固定的轴承伸出上壳体外，固定环固定在轴杆上，风向标扣装在上壳体的顶端，球面六角头螺母将风向标紧固在轴杆上。采用双电位器设计避免了单电位器在测量时出现无信号输出现象。
【专利说明】采用双精密导电塑料电位器互补测量的风向传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风向传感器，特别涉及一种采用双精密导电塑料电位器互补测量的风向传感器。
【背景技术】
[0002]风向传感器一般分为两种输出信号形式，一种为光电器件，通过码盘遮挡发光管形成不同的格雷码信号。另一种为采用精密导电塑料电位器，当风向发生变化，尾翼转动通过轴杆带动电位器轴芯转动输出信号。现在市场上最先进的以光电方式产生信号的分辨力为3°，但有时特殊用户要求更高分辨力就要选取电位器输出方式，并且电位器1.输出分辨力精确，2.价格低廉，3.长时间运行能稳定工作。但单电位器也存在缺陷，普通导电塑料电位器线圈在绕制过程中，势必不能收尾完全接合，电刷接触线圈必定会有一段是无电阻信号输出，即信号盲区。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的就是为克服现有技术的不足，针对电位器存在一段是无信号输出的信号盲区问题而改进设计了一种新的设计方案，即采用双导电塑料电位器设计方法，实现高精度，低成本，全方位360°测量的一种采用双精密导电塑料电位器互补测量的风向传感器。
[0004]本实用新型为实现上述目的，所采用的技术方案是:一种采用双精密导电塑料电位器互补测量的风向传感器，其特征在于，包括风向标、球面六角头螺母、轴承、轴杆、电位器调整轮、轴杆连接套、由上导电塑料电位器和下导电塑料电位器构成的同轴双联导电塑料电位器、内壳体、电位器安装套、电路板、由上壳体和下壳体构成的风向壳体、航空插头、密封圈、连接套、固定环，所述轴杆连接套固定在同轴双联导电塑料电位器的旋转轴上，所述轴杆的一端与轴杆连接套固定在一起，所述内壳体套入在同轴双联导电塑料电位器上，伸出内壳体的轴杆另一端上固定电位器调整轮，电位器调整轮与内壳体上端面间隙配合，所述连接套与内壳体固定在一起，连接套的上端与同轴双联导电塑料电位器的底端卡接在一起，连接套的下端与电路板相固定，所述上导电塑料电位器和下导电塑料电位器上的引出端分别通过导线与电路板连接，所述航空插头的一端与电路板焊接固定，上述整体结构置于上壳体内，所述下壳体通过密封圈与上壳体固定在一起，所述航空插头的另一端锁固在下壳体的上端面上，所述轴杆的另一端穿过与上壳体相固定的轴承伸出上壳体外，所述固定环固定在轴杆上，所述风向标穿过轴杆的另一端扣装在上壳体的顶端，风向标与上壳体的顶端间隙配合，所述球面六角头螺母通过密封圈将风向标紧固在轴杆上；所述上导电塑料电位器和下导电塑料电位器的安装方向相反，以保证每点都能有电阻值输出。
[0005]本实用新型的有益效果是，风向测量是利用一个低惯性的风向标作为感应部件，风向传感器的变换器采用精密导电塑料电位器，当风向发生变化，尾翼转动通过轴杆带动电位器轴芯转动，从而在电位器的活动端产生变化的电阻信号并输出，内部米用双电位器互补方式，在上导电塑料电位器下方再安装一个下导电塑料电位器构成同轴双联导电塑料电位器，下导电塑料电位器的安装方向相反于上导电塑料电位器，即两个导电塑料电位器电刷A与接触线圈B存在的无电阻信号输出的盲区C正相反，这样无论哪个电位器电刷处于盲区无法输出信号时，另一个都能替代输出信号，就能保证每点都能有电阻值输出。采用双电位器设计可以避免单电位器在测量时出现无信号输出现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本实用新型结构的剖视示图；
[0007]图2为图1的A-A放大图；
[0008]图3为本实用新型电路连接框图；
[0009]图4为本实用新型上导电塑料电位器电刷与接触线圈存在的无电阻信号输出的盲区位置示意图；
[0010]图5为本实用新型下导电塑料电位器电刷与接触线圈存在的无电阻信号输出的盲区位置示意图。
【具体实施方式】
[0011]如图1、2所示，采用双精密导电塑料电位器互补测量的风向传感器，包括风向标
1、球面六角头螺母2、轴承3、轴杆4、电位器调整轮5、轴杆连接套6、由上导电塑料电位器7-1和下导电塑料电位器7-2构成的同轴双联导电塑料电位器7、内壳体8、电位器安装套
9、电路板10、由上壳体11-1和下壳体11-2构成的风向壳体11、航空插头12、密封圈13、连接套14、固定环15。将轴杆连接套6通过顶丝固定在同轴双联导电塑料电位器7的旋转轴上，轴杆4的一端粘接在轴杆连接套6上端的盲孔中，将内壳体8套入在同轴双联导电塑料电位器7上，伸出内壳体8的轴杆4另一端上通过顶丝固定电位器调整轮5，电位器调整轮5与内壳体8的上端面间隙配合，电位器调整轮5的作用是，因风向标I需标明指北位置，在同轴双联导电塑料电位器7安装后，需调整电位器调整轮5将同轴双联导电塑料电位器7的输出调整至O位，将连接套14通过顶丝固定在内壳体8底端，连接套14的上端与同轴双联导电塑料电位器7卡接在一起，连接套14的下端通过螺钉与电路板10固定在一起，上导电塑料电位器7-1和下导电塑料电位器7-2上的引出端分别通过导线与电路板10连接，将航空插头12的一端焊接在电路板10上；将上述整体结构置于上壳体11-1内，其轴杆4的另一端穿过与上壳体11-1粘接固定的轴承3伸出上壳体11-1外，将下壳体11-2通过密封圈13与上壳体11-1固定在一起，航空插头12的另一端穿过下壳体11-2上端面的圆孔通过锁母与下壳体11-2固定在一起，将固定环13固定在轴杆4上，固定环13的作用是，将轴承3与轴杆4固定连接，防止松动，将风向标I通过风向标I上端的轴孔穿过轴杆4的另一端搭接在轴杆4上设有的一圈轴台4-1上，风向标I的下端扣装在上壳体11-1的顶端，风向标I与上壳体11-1的顶端为间隙配合，将球面六角头螺母2通过密封圈13将风向标I紧固在轴杆4上。
[0012]如图3所示，电路连接为，电路板10包括供电模块、稳压整流滤波电路、单片机、D/A数模转换电路，上导电塑料电位器7-1和下导电塑料电位器7-2引出端分别通过供电模块、单片机与D/A数模转换电路连接，D/A数模转换电路输出电阻值信号。[0013]本传感器电路部分位于传感器底部，它的输入、输出端均采用瞬变抑制二极管进行过载保护，并且加入稳压整流滤波电路保证电压稳定，将采集后的信号传入单片机，当双电位器均有信号输入时，根据公式计算后将数据所存，当一个电位器出现盲区时直接将采集信号所存，后将信号传入D/A数模转换电路，经数据转换得到线性电压值。
[0014]双电位器原理:普通导电塑料电位器线圈在绕制过程中，势必不能收尾完全接合，电刷接触线圈必定会有一段是无电阻信号输出盲区位置，本实用新型采用同轴双联导电塑料电位器(双精密导电塑料电位器的风向传感器)，精密导电塑料电位器分辨力为1°适用于高精度风向测量，并且成本较低。当风向发生变化，风向标(尾翼)转动通过轴杆带动电位器轴芯转动输出信号，采用双电位器设计可以避免单电位器在测量时出现无信号输出现象，电位器上下安装于轴杆，注意电位器盲区需不在同一位置(盲区方向相反)，这样就形成了信号互补，保证360°均有信号输出，如图4、5所示，在将输出信号由芯片计算处理得到电压值。现采用双电位器，反向安装，此时无论哪个电位器处于盲区位置都不会出现无信号输出现象。
[0015]本实用新型技术参数如下表:
[0016]技术参数表
[0017]
【权利要求】
1.一种采用双精密导电塑料电位器互补测量的风向传感器，其特征在于，包括风向标(I)、球面六角头螺母(2)、轴承(3)、轴杆(4)、电位器调整轮(5)、轴杆连接套(6)、由上导电塑料电位器(7-1)和下导电塑料电位器(7-2)构成的同轴双联导电塑料电位器(7)、内壳体(8)、电位器安装套(9)、电路板(10)、由上壳体(11-1)和下壳体(11-2)构成的风向壳体(II)、航空插头(12)、密封圈(13)、连接套(14)、固定环(15)，所述轴杆连接套(6)固定在同轴双联导电塑料电位器(7)的旋转轴上，所述轴杆(4)的一端与轴杆连接套(6)固定在一起，所述内壳体(8)套入在同轴双联导电塑料电位器(7)上，伸出内壳体(8)的轴杆(4)另一端上固定电位器调整轮(5)，电位器调整轮(5)与内壳体(8)上端面间隙配合，所述连接套(14)与内壳体(8)固定在一起，连接套(14)的上端与同轴双联导电塑料电位器(7)的底端卡接在一起，连接套(14)的下端与电路板(10)相固定，所述上导电塑料电位器(7-1)和下导电塑料电位器(7-2)上的引出端分别通过导线与电路板(10)连接，所述航空插头(12)的一端与电路板(10)焊接固定，上述整体结构置于上壳体(11-1)内，所述下壳体(11-2)通过密封圈(13)与上壳体(11-1)固定在一起，所述航空插头(12)的另一端锁固在下壳体(11-2)的上端面上，所述轴杆(4)的另一端穿过与上壳体(11-1)相固定的轴承(3)伸出上壳体(11-1)外，所述固定环(13)固定在轴杆(4)上，所述风向标(I)穿过轴杆(4)的另一端扣装在上壳体(11-1)的顶端，风向标(I)与上壳体(11-1)的顶端间隙配合，所述球面六角头螺母(2)通过密封圈(13)将风向标(I)紧固在轴杆(4)上；所述上导电塑料电位器(7)和下导电塑料电位器(8)的安装方向相反，以保证每点都能有电阻值输出。
2.根据权利要求1所述的采用双精密导电塑料电位器互补测量的风向传感器，其特征在于，所述电路板(10)包括供电模块、稳压整流滤波电路、单片机、D/A数模转换电路，所述上导电塑料电位器(7-1)和下导电塑料电位器(7-2)引出端分别通过供电模块、单片机与D/A数模转换电路连接，D/A数模转换电路输出电阻值信号。
【文档编号】G01P13/02GK203414484SQ201320505451
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2013年8月19日
【发明者】王龙, 宋伯强, 张有为 申请人:中环天仪（天津）气象仪器有限公司