[实用新型]一种角度位移传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器，特别涉及一种角度传感器，具有可以在环境恶劣的条件下使用的性能，而且寿命可以达到1000万次以上。

背景技术

随着劳动力成本的越来越高，企业的生产设备越来越趋向智能化方向发展，角度位移传感器是自动化控制中一个比较重要的部件，已经被越来越被广泛地应用。特别是对于工作环境恶劣的应用，有很大意义。

可是目前的角度位移传感器制作比较粗糙，结构比较简单，难以达到恶劣环境的要求，比如使用在振动比较厉害的设备上，传感器在实用了一段时间后，就会出现信号不稳定的现象，因为设备抖动的厉害，对传感器内部电路连接造成严重影响，所以会出现信号不稳定。同时一般的角度位移传感器寿命即使不使用在恶劣的环境下也很难以达到1000万次以上，由于其寿命比较短暂，相对的维修成本、调试成本和由此而带来的停工成本非常高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种新型的传感器，利用本实用新型的传感器即使在环境恶劣的条件下使用，寿命可以也达到1000万次以上。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

角度位移传感器，包括传感器外壳、传感器端盖、转轴和基片，所述的传感器外壳为一端带底的圆筒形，传感器端盖为圆环形，所述传感器端盖用螺纹固定于传感器外壳的敞口一端，所述的传感器外壳的侧壁上开有电路连接孔；

所述电路连接孔内设置有电路连接端子，该电路连接端子上两边各设有三个连接内外的金属片，每个伸入到传感器外壳内侧部分的金属片开有电路内部连接孔，每个伸入到传感器外壳外侧部分的金属片开有电路外部连接孔，三个电路外部连接孔分别连通5V电源、向上级输出信号和接地；

所述的传感器外壳底部设有与其同轴心的转轴固定孔，对应的传感器端盖的中部设有与其同轴心的轴承固定槽，传感器外壳上也设有与转轴固定孔同轴心的轴承固定槽，每个轴承固定槽均固定有一个轴承；

所述的转轴上设有电刷固定柱，电刷通过电刷固定孔与所述的电刷固定柱连接，所述的转轴穿设有基片，基片上设有电阻导轨以及与电阻导轨连接的三个注铜端子，三个注铜端子分别接触于三个所述的电路内部连接孔中，所述的电刷与基片上的电阻导轨可移动地接触，所述转轴的一端穿过传感器外壳中嵌设的轴承，另一端伸入到传感器端盖上的轴承中。

上述传感器外壳内设有轴承，轴承内设有传感器转轴，所述轴承一方面起到将转轴更加精密地固定在传感器外壳的作用，另一方面可以让转轴和传感器外壳的摩擦力很小，传感器转轴在传感器外壳上转动更加自如。以前传感器没有设置这个轴承，因此传感器转轴和传感器外壳之间的空隙比较大，在高强度抖动的环境下工作还会扩大所述空隙，所以以前角度位移传感器寿命比较短暂。

上述基片上设有3个注铜端子，分别和电阻导轨的相应端连接，上述注铜端子上设有铍青铜材质的防断路弹簧，防断路弹簧和注铜端子紧密连接，3个注铜端子顶端和电路连接端子的3个内部电路连接孔分别对应连接。通常传感器没有上述防断路弹簧，直接通过注铜端子和内部电路连接孔连接，这种连接不好两点，一是在高强度抖动的环境下这个内部电路连接孔会变得越来越大，最后会出现信号不稳或者没有信号的现象，二是注铜端子和内部电路连接孔的尺寸要非常精确，这样做的成本当然很高，不利于大规模生产。通过在注铜端子上设置一个防断路弹簧便解决以上两个问题，而且装配也比较简单。

上述传感器转轴上设有电刷，电刷触头和角度位移传感器基片上的电阻导轨连接，在动力带动下，传感器转轴旋转，传感器转轴上的电刷在电阻导轨上移动，电路的电阻就会发生相应变化，电路的电压随着电阻的变化而呈现出线性变化，这个线性变化的电压信号被自动化控制的上位机接收，从而发出相应的指令。

作为优选，传感器基片上的注铜端子上设有防断路弹簧，防断路弹簧会让注铜端子和内部电路连接孔在恶劣环境的工作条件下保持良好的连接，不会出现信号不稳或者没有信号的现象。

作为优选，传感器基片上的电阻导轨为碳膜，因为碳膜具有良好的耐磨性，而且碳膜在电刷的作用下会有自润滑作用。

作为优选，传感器基片上的电阻导轨由多层高分子导电塑料制成，高分子导电塑料有非常好的耐磨性能，而且线性优良。

作为优选，传感器基片上的电阻导轨可以进行修刻的工艺，使得传感器的线性精度更高。

作为优选，传感器电刷可采用爪形电刷，爪形电刷和基片表面有个待磨区，所述待磨区厚度大约是电刷本身厚度5倍，因此寿命大大提高，而且爪形电刷和基片电阻导轨的接触面积相对比较小，输出的信号就更准确。