一种位置传感器的制作方法

1.本实用新型涉及输送皮带位置检测装置技术领域，具体为位置传感器。


背景技术：

2.重输送皮带在移动过程中受到托载物品重量以及滚轴电机承载变频等因素，会出现打滑或电机变频控制导致的皮带移动速度变化，为精确测量称重速率，就必须对皮带转速进行精准测量。
3.随着电子工业的不断发展，对自控系统的稳定度、准确度、高可靠运行要求越来越高，针对输送皮带mark点准确检测其实有多种方法，方法1：采用光学对射：即采用一端发射光学信号，另一端接收光学信号，优点是精度较好，准确度高，缺点是对现场环境要求较高，不得有潮湿和灰尘，并且两端都必须有可取电源；
4.方法2：ccd视觉采集：被侧点固定图像或固定色标，通过摄像头获取图像或色标，优点是被测点成本低，只需要给指定图像或粘贴色标，被测点不需要电源，缺点是对现场环境要求较高，不得有潮湿和灰尘，图像和色标时间久了褪色，会出现识别错误，目标移动速率不能太高；
5.方法3：rf射频检测：被测点安装rfid装置，检测点发射电磁波射频接收，优点是被测点不需要电源，准确度高，缺点是对现场环境要求较高，湿度增大无线频点和距离影响较大，外界电磁场干扰影响接收效果；
6.方法4：机械开关检测：被测点安装杠杆，被测点为机械开关，杠杆触碰到开关时输出信号，优点是成本低，不怕干扰，缺点寿命短，对环境要求较高。
7.实际使用过程中，曾采用ccd视觉采集：被侧点固定图像或固定色标，通过摄像头获取图像或色标，安装调试完成正常识别输送皮带mark点，经过几天的使用，皮带上的色标被物品摩擦的几乎看不清了，出现了ccd摄像头捕获不到信号。如果每天补刷色标识别码能解决摄像头识别问题，这无疑加大了人力成本，同时承载的物品不同摩擦系数也不同无规律可寻，故不可采用。


技术实现要素：

8.（一）解决的技术问题
9.针对现有技术的不足，本实用新型提供了位置传感器，具备投资成本和运行成本低等优点，解决了每天补刷色标识别码能解决摄像头识别问题，这无疑加大了人力成本，同时承载的物品不同摩擦系数也不同无规律可寻，故不可采用的问题。
10.（二）技术方案
11.为实现上述投资成本和运行成本低目的，本实用新型提供如下技术方案：位置传感器，包括采集器和目标定位点，采集器包括封装壳体，封装壳体上安装有供电指示灯和信号指示灯，封装壳体上设置有输入输出端口，所述输入输出端口的输出端连接有电路电源，电路电源输出端上连接有霍尔器件和cpu采集，霍尔器件的输出端连接有滤波电路，滤波电
路的输出端连接有放大电路，放大电路的输出端有a/d转换，a/d转换的输出端与cpu采集的输入端相连接，cpu采集的输出端上连接有输出驱动，所述目标定位点为磁场。
12.优选的，所述输入输出端口通过外部供电供入12v直流电源，经稳压滤波后输出稳定的5v供给各个单元电路以及2.5ref电压。
13.优选的，磁场采用永磁体，采用φ6mm强磁铁。
14.优选的，所述滤波电路对收到的模拟信号进行基本滤波，采用两级二阶滤波，形成带通，放大电路将滤波后的微小信号进行信号幅度放大，采用高增益低噪声仪表运放进行三级放大。
15.优选的，所述a/d转换对模拟信号进行ad转换，采用八位ad，基准2.5ref电压，cpu采集对数字信号进行分析解算和滤波，采用终端方式。
16.优选的，所述输出驱动将cpu送来的脉冲信号进行驱动，达到驱动5v30ma以pnp形式输出，可以直接驱动外部继电器。
17.（三）有益效果
18.与现有技术相比，本实用新型提供了位置传感器，具备以下有益效果：
19.1、该位置传感器，通过设计科学、合理，结构简单，容易实现，投资成本和运行成本低。固有永磁场不易受外界电磁场的干扰，提高了皮带定位点监测的准确性。
20.2、该位置传感器，通过以巧妙地构思，通过常规控制器件实现了皮带定位点检测，电路简单，故障率低，运行稳定可靠，使用效果良好。电路简单，安装方便，皮带目标点不用供电可以随环境任意选择安装位置。
21.3、该位置传感器，通过采用霍尔元件为非接触式不存在磨损，具有无触点、低功耗、长使用寿命、响应频率高等特点，能在各类恶劣环境下可靠工作，信号干扰小。
22.4、该位置传感器，通过可将输出信号与plc进行配合使用，或者与计算机配合使用，选择可以根据实际应用多变。
附图说明
23.图1为本实用新型结构示意图；
24.图2为本实用新型的组成框图。
25.图中：1、封装壳体；2、供电指示灯；3、信号指示灯；4、输入输出端口；5、电路电源；6、霍尔器件；7、滤波电路；8、放大电路；9、a/d转换；10、cpu采集；11、输出驱动。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.请参阅图1-2，本实用新型提供如下技术方案：一种位置传感器，包括采集器和目标定位点，其特征在于：采集器包括封装壳体1，封装壳体1上安装有供电指示灯2和信号指示灯3，封装壳体1上设置有输入输出端口4，所述输入输出端口4的输出端连接有电路电源5，电路电源5输出端上连接有霍尔器件6和cpu采集10，霍尔器件6的输出端连接有滤波电路
7，滤波电路7的输出端连接有放大电路8，放大电路8的输出端有a/d转换9，a/d转换9的输出端与cpu采集10的输入端相连接，cpu采集10的输出端上连接有输出驱动11，输入输出端口4通过外部供电供入12v直流电源，经稳压滤波后输出稳定的5v供给各个单元电路以及2.5ref电压，霍尔器件6采用高精度高高保真低功耗，感受外界磁场信号，输出以模拟量形式输出，送经滤波电路，滤波电路7对收到的模拟信号进行基本滤波，采用两级二阶滤波，形成带通，滤除频带以外的干扰杂波，放大电路8将滤波后的微小信号进行信号幅度放大，采用高增益低噪声仪表运放进行三级放大，达到后级输入要求的信号，a/d转换9对模拟信号进行ad转换，采用八位ad，基准2.5ref电压，cpu采集10对数字信号进行分析解算和滤波，采用终端方式，有效降低了电源功耗，将真正感受到的磁场脉冲信号输出给下一级，预留了rs-485接口，方便了后续组网及参数标定，输出驱动11将cpu送来的脉冲信号进行驱动，达到驱动5v30ma以pnp形式输出，可以直接驱动外部继电器或其他采集系统，目标定位点为磁场，磁场强度采用永磁体，采用φ6mm强磁铁。目标定位器安装于皮带上，安装方式为：在皮带上开个φ8mm深度为6mm的盲孔，将磁铁放入开好的孔内，磁铁ns极性无所谓，用聚氨酯类胶封即可，采集器基于借助霍尔传感器的相对位置非接触式测量的方法，组成如图2所示。
28.封装壳体1选用2a12硬铝材质，对磁场信号影响较小，并且有很好的机械强度，外形为长条状，方便现场安装，供电指示灯2、信号指示灯3、输入输出端口4，输入输出端口4选用j30j系列高可靠接插件，根据后期应用场合可以直接选用防水甩线输出，供电指示灯2、信号指示灯3为方便直观观察工作状态。
29.在使用时，半导体的霍尔效应比金属强得多，利用这现象制成的各种霍尔元件，广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数，由霍尔效应的原理知，霍尔电势的大小取决于：rh为霍尔常数，它与半导体材质有关；i为霍尔元件的偏置电流；b为磁场强度；d为半导体材料的厚度。对于一个给定的霍尔器件，当偏置电流i固定时，uh将完全取决于被测的磁场强度b。
30.目标定位点为磁场，磁场采用永磁体，采用φ6mm强磁铁。目标定位器安装于皮带上，安装方式为：在皮带上开个φ8mm深度为6mm的盲孔，将磁铁放入开好的孔内，磁铁ns极性无所谓，用聚氨酯类胶封即可。
31.从称重原理可知，电子皮带秤所测量物料的瞬时流量的大小取决于两个参数，即瞬时流量等于称重传感器测量的承载器上物料负荷值q(kg/m)和测速传感器测量的皮带速度值v(m/s)两个参数相乘所得。其中皮带速度受皮带上重物以及电机转速等影响会出现卡死或变速问题，故对皮带速度进行检测显得尤为重要。本技术实用新型提出采用霍尔效应来解决皮带速度检测，本实用新型针对现有技术方法的不足，提出了一种结构简单，成本低，实用性强的输送皮带位置检测装置，有效检测出皮带滞停或变速现象，为称重精度提供了保障。该装置，简单，可靠，容易实现。
32.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。