專利名稱：傳感器及其有關(guān)方面的改進(jìn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對相對移動物體的相對位移敏感的傳感器。該傳感器可以被用來顯示或測量物體的位移，或者隨位移變化的或引起位移的其它參數(shù)，或者為了控制或其它目的。
按本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于響應(yīng)相對移動物體的相對位移的傳感器，它包括一殼體，和一含有細(xì)長件的傳感組件，一旋轉(zhuǎn)件和臂裝置，所述細(xì)長件安裝在殼體內(nèi)，以便根據(jù)物體的相對位移在第一位置和第二位置間作直線縱向運動，細(xì)長件具有一縱向延伸的嚙合表面，所述旋轉(zhuǎn)件具有一周向嚙合裝置，并被安裝在殼體內(nèi)，以便能使細(xì)長件的嚙合表面和旋轉(zhuǎn)件的嚙合裝置之間進(jìn)行嚙合而使旋轉(zhuǎn)件隨著細(xì)長件的縱向運動而轉(zhuǎn)動，臂裝置被設(shè)計成能隨旋轉(zhuǎn)件的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，其中所述組件是這樣設(shè)計的，使其圍繞旋轉(zhuǎn)件的軸線基本平衡。
臂裝置可和旋轉(zhuǎn)件整體成形，或者可包括一個臂，該臂和旋轉(zhuǎn)件連接以便一起轉(zhuǎn)動。臂裝置還可包括能在標(biāo)尺上移動的指示器，指示器可以是一直線標(biāo)尺，或弧形標(biāo)尺。
傳感器可被用來檢測任何能被設(shè)計來代替物體的參數(shù)，例如力或壓力。舉例說，物體可以是一個膜片，該片的一面上承受著要被檢測流體壓力，并且，根據(jù)流體壓力，它偏離到某一范圍。用另一種方法，細(xì)長件由于克服某一已知力而能移動或由于物體克服某一已知力而能檢測中間物體的位移，此時由物體引起該元件的位移顯示所施加的或由物體引起的力。
細(xì)長件的嚙合表面和旋轉(zhuǎn)件的嚙合裝置采用接觸摩擦來傳遞運動可能是適合的。另一種方法是，嚙合表面和嚙合裝置構(gòu)成強制的嚙合可能是合適的，例如，兩者可設(shè)有相互嚙合的齒，或者一方被制成凸輪，而另一方被制成凸輪從動件。
此外，旋轉(zhuǎn)件或臂裝置可用來操縱其它裝置，諸如控制裝置或警報裝置，和/或可通過提供一個電子或電氣信號的裝置所檢測，這種信號可提供模擬或數(shù)字測量，可被遙控發(fā)射。其中旋轉(zhuǎn)件或臂裝置被用來操縱某些裝置，這些裝置可被電氣，電子或機(jī)械操縱。
細(xì)長件被設(shè)計成和物體接觸以便檢測物體的位移，但不是和物體成機(jī)械地連接或聯(lián)結(jié)，這是有利的。細(xì)長件可直接接觸物體或通過用放大或縮小物體位移的中間裝置間接地接觸物體，例如，它可包括一個繞支點轉(zhuǎn)動的杠桿或杠桿系統(tǒng)。
可設(shè)置調(diào)節(jié)裝置來調(diào)節(jié)物體和細(xì)長件間的接觸，并將物體的位移傳遞到細(xì)長件或旋轉(zhuǎn)件上。
傳感器可適于檢測極小的位移，例如，等于或小于1毫米的量級，最好為5微米或更小，或者可適于檢測由極小力或壓力或者由力或壓力變化引起的位移，例如，等于或小于10毫巴的量級，最好為1毫巴或更小?；蛘?0厘頓(0.1牛頓)或更小。
可把上述組件的另件這樣設(shè)計以使沿某一方向作用的微小的合力對細(xì)長件朝其第一位置施加偏壓。
可把細(xì)長件和臂裝置這樣設(shè)計，使圍繞細(xì)長件的旋轉(zhuǎn)件軸線的力矩大體平衡，但在臂的所有操作位置上與圍繞臂裝置的旋轉(zhuǎn)體軸線的力矩相反。
所述組件可包括用以對其另一部件施加偏壓的偏壓裝置，用以調(diào)節(jié)細(xì)長件力矩和臂裝置力矩的平衡，從而確保細(xì)長件沿著它的第一位置的方向有極輕微的偏壓。另一種方式，可設(shè)置所述偏壓裝置來補償細(xì)長件和臂裝置在力矩方面的不平衡，以確保有一微小的合成力矩對細(xì)長件朝其第一位置施加偏壓。所述偏壓裝置可以是作用于旋轉(zhuǎn)件上的扭簧或螺旋細(xì)簧的形式或者是當(dāng)它和旋轉(zhuǎn)件分離時作用于細(xì)長件或臂裝置上的壓簧形式。
另一種方法可把臂裝置設(shè)計成圍繞旋轉(zhuǎn)件的軸線平衡，而此時細(xì)長件的力矩基本上由偏壓裝置平衡。
在傳感器被用來檢測由極小力或壓力或因極小力或壓力的變化而引起的位移的場合，把偏壓設(shè)置得小于被測的力或壓力或者力或壓力變化是有利的。
在細(xì)長件和旋轉(zhuǎn)件之間的強制嚙合是由齒構(gòu)成的場合下，細(xì)長件的嚙合表面是部分圓柱斷面，而其齒是由圓柱表面構(gòu)成的。這樣可使細(xì)長件的齒和旋轉(zhuǎn)件的齒之間的接觸面減至最小，從而降低其間的摩擦。
可用傳感器來檢測物體在整個位移范圍內(nèi)的位移，或僅響應(yīng)物體整個位移范圍內(nèi)的一個或幾個預(yù)定的部分，這些部分可以在一端或兩端和/或整個范圍的中間。
在傳感器被用來響應(yīng)物體整個位移范圍的一個或幾個預(yù)定部分內(nèi)的物體的位移的場合，可設(shè)置止動裝置來暫時或持久地停止細(xì)長件運動，這樣僅當(dāng)物體已位移到位移范圍內(nèi)的某一位置或預(yù)定部分內(nèi)的一部分時，細(xì)長件僅和物體接觸并由物體移動。止動裝置最好至少在開始是可調(diào)的，并適于克服細(xì)長件可能進(jìn)一步移動。根據(jù)物體位移范圍的哪一部分或哪些部分要被檢測，止動裝置可將細(xì)長件在物體部分位移范圍內(nèi)和物體保持不接觸，和/或在細(xì)長件處于接觸中時使細(xì)長件對物體繼續(xù)位移暫時或持久地保持靜止。例如，細(xì)長件可包括一個觸頭，它是可伸縮的，以使物體能沿細(xì)長件的方向位移，而不引起細(xì)長件的移動。
為了檢測流體壓力，可把傳感器合并到流體壓力傳感裝置內(nèi)，該裝置包括一個殼體，一個安裝于殼體中的膜片，從而在其中構(gòu)成第一室和第二室，第一室具有一流體進(jìn)口，膜片的一面暴露于流體，取決于流體壓力，膜片產(chǎn)生偏移，傳感器安裝在第二室內(nèi)，以便檢測膜片的位移，細(xì)長件通常沿膜片的位移方向延伸。例如，壓力傳感裝置可以用來測量或顯示流體系統(tǒng)中流體壓力或流體壓力變化，此時指示器的標(biāo)尺按壓力或壓差標(biāo)定。在另一情況下，它可以用來顯示流體系統(tǒng)的泄出或漏入，此時，標(biāo)尺被標(biāo)定來顯示壓力或/和預(yù)定壓力的偏差，或其它適當(dāng)?shù)膮?shù)，諸如系統(tǒng)漏入或泄出的量或流量率。另一種方法是這種壓力傳感裝置可被裝在由液化氣罐供氣的氣體使用裝置內(nèi)，該裝置連接于氣體壓力調(diào)節(jié)器下游的所述裝置內(nèi)，或裝于氣體壓力調(diào)節(jié)器本體內(nèi)，用以顯示或測量保存在所述罐內(nèi)的液化氣含量，它或者以保存在所述罐內(nèi)的液化氣量來表示，或者以保存的液化氣正常使用的時間標(biāo)尺來表示，以便向用戶警告該裝置快要更換氣罐了。
另一種方法是傳感器可聯(lián)于按壓力或壓力變化而位移的另一物體上，例如波爾登管。
為了檢測壓力或張力，可設(shè)計傳感器成借助該力克服一已知力來檢測物體的位移，該已知力可施加于細(xì)長件，或施加于由傳感器檢測位移的某一中間體上。
現(xiàn)在參照附圖，僅僅作為例子來敘述本發(fā)明的實施例，其中


圖1是本發(fā)明傳感器的一個實施例的部分剖面?zhèn)纫晥D;
圖2是圖1傳感器的側(cè)視圖;
圖3是圖1和圖2傳感器沿箭頭Ⅲ方向的視圖;
圖4是類似于圖3的側(cè)視圖，表示圖1傳感器的變型;
圖5是按圖1Ⅴ-Ⅴ線的剖視圖;
圖6是本發(fā)明傳感器另一實施例的部分剖面?zhèn)纫晥D;
圖7是表示圖1至6傳感器變型的剖視圖;
圖8是本發(fā)明的壓力傳感裝置的一個實施例的剖視圖，它包括了本發(fā)明傳感器的一個實施例;
圖9和圖10是壓力傳感器裝置另一實施例的剖視圖;
圖11是表示圖8壓力傳感裝置中的膜片偏移的曲線;
圖12和13是表示本發(fā)明傳感器另一實施例的剖視圖;
圖14是圖13的局部放大圖;
圖15至18是包括本發(fā)明傳感器實施例的裝置的另一實施例的剖視圖;
圖1至3表示了用于檢測物體10位移的傳感器的一個實施例。該傳感器1a包括一個細(xì)長件16，在本實施例中，它取圓柱形桿的形式，但可有其它形的斷面，例如，它可以是多角形斷面。在殼體33內(nèi)的相應(yīng)成形的通道33a中，桿16可沿縱向直線移動，并被導(dǎo)向。桿16的一端，如所示的下端，從殼體中伸出來，并被設(shè)置在物體10的位移路徑上，以便與物體10接觸，而后，桿16為物體10所移動。然而桿16不是用機(jī)械連接或聯(lián)結(jié)于物體10上的。
桿16在其長度部分設(shè)有一縱向延伸的嚙合面17，旋轉(zhuǎn)件19的圓周嚙合面和嚙合面17相嚙合。在本實施例中，桿16和件19兩者的嚙合面具有可相互嚙合的嚙合裝置，如圖所示，它們包括在桿16上構(gòu)成縱向延伸齒條18的縱向齒排列，和在件19上的圓周齒排列，件19取小齒輪形式。小齒輪19裝于殼體33中的一根軸20上，并繞其軸轉(zhuǎn)動。軸20的一端從殼體33向后面伸出來，并裝有一臂21，在其自由端上裝有一指示器23，如圖3中清楚表示的，指示器23在直線標(biāo)尺22上移動，后者設(shè)在和軸20同軸線的弧形支架22a上。
在本實施例中，桿16和標(biāo)尺22設(shè)置在小齒輪19軸線的相對兩側(cè)，因此，在臂21的整個移動范圍內(nèi)，桿16繞小齒輪19軸線的力矩和帶有指示器23的臂21繞小齒輪軸線的力矩方向相反。最好，把傳感器設(shè)計成圖1和圖2中所示，使桿16作垂直移動?？梢园堰@些力矩設(shè)計成基本相等，以便該系統(tǒng)圍繞小齒輪19軸線基本平衡，但為了確保桿16和物體10保持接觸，并在傳感器使用中為了消除小齒輪19的齒和齒條18的齒之間的齒隙或側(cè)隙，要這樣設(shè)計總成，使在臂21的所有位置上，向下作用在桿16上有一個微小的合成力矩(在圖1中為逆時針方向)。
可設(shè)計一個彈簧25，作用于小齒輪軸上，有助于所要求的桿和帶有指示器的臂的力矩平衡，或者作為便于調(diào)正平衡的手段，或者為了補償不平衡，桿16和帶有指示器的臂21的力矩對獲得要求的平衡不是基本相等。所述彈簧，例如圖1所示一螺旋彈簧，取決于要補償或調(diào)正的力矩不平衡的方向，可以按順時針方向作用，也可按逆時針方向作用。為了最初調(diào)正平衡，最好彈簧最初能夠調(diào)正。
可以理解，桿16和帶有指示器23的臂21的力矩基本平衡是要求嚴(yán)格的，因為傳感器被用來檢測極小的位移，例如5微米或更小的量級，和傳感器由極小的力或壓力或者是力或壓力變化而引起的位移，例如這些力的量極為1毫巴或1毫巴的小部分或者10厘頓(0.1牛頓)或更小，的小部分。為適于這些應(yīng)用，把桿設(shè)計成作垂直移動，而桿16繞小齒輪軸線的力矩被設(shè)計成和帶有指示器的臂21繞小齒輪軸線的力矩基本相等，彈簧25，是一條游絲，施加一個極小的力，在所述臂的移動范圍內(nèi)，沿獲得一個小的合成力矩的方向，它基本上和小齒輪軸接觸，在臂移動的整個范圍內(nèi)，傾向于沿物體10的方向移動所述桿。
在一更好的實施例中，桿的力矩允差相對于帶有指示器的臂的力矩允差是這樣設(shè)計的，在所述臂的整個移動范圍內(nèi)，使桿的力矩大于帶有指示器的臂的力矩，而此時游絲25沿順時針方向作用。
在所述臂旋轉(zhuǎn)以及所述指示器在標(biāo)尺22范圍內(nèi)移動時，為了使帶有指示器的臂的力矩變化影響最小，標(biāo)尺22可對中于經(jīng)小齒輪軸線的某一水平線上，而不是如圖1中所示的標(biāo)尺基本在水平線上方。
當(dāng)指示器23在標(biāo)尺22上方移動時，為了消除帶有指示器23的臂繞小齒輪19軸線的力矩變化影響，臂21可具有一配重延伸部分21a，這樣，帶有指示器的臂21和延伸部分21a沒有力或基本沒有力圍繞小齒輪19的軸線作用。這一改進(jìn)示于圖4中，配重臂的延伸部分21a和臂21是整體制成或整體成形的，以便和臂21一起轉(zhuǎn)動。小齒輪19的軸線通過該結(jié)合臂，指示器和延伸部分的重心。相對于這一變型，設(shè)置彈簧25來對軸20提供一個恒定的偏壓，使桿16繞小齒輪19軸線的力矩基本平衡，從而提供一個小的合成力矩，它向下沿物體10的方向?qū)U16施加一偏壓。然而，假如桿16的重量輕得足以使它繞小齒輪19軸線的力矩?zé)o須被平衡，則此時彈簧25僅用于對小齒輪19沿圖4中的逆時針方向提供一輕微的偏壓，它足以使小齒輪19的齒和齒條18的齒保持嚙合，以消除其間的游隙或側(cè)隙。
可以理解，對于臂21的這種改進(jìn)，臂21繞小齒輪19軸線的角位移是不受限制的。
圖4的傳感器用和小齒輪19的軸線同心的弧形標(biāo)尺來代替直線標(biāo)尺22可進(jìn)一步改進(jìn)，此時，臂21的端部用作指示器23，例如如圖15至18所示。對于這一改進(jìn)，配重延伸部21a的重量要減小，因為它不必平衡圖4的附加指示器23的重量。
在物體10的位移是由被檢測的一個極小力或壓力或者一個極小力或壓力的變化所引起的場合下，沿物體方向施偏壓于桿16的合力被設(shè)計成小于引起被檢測的位移的最小力或壓力或它們的變化。
為了增加傳感器的靈敏度并減小其慣性，桿16、臂21和指示器23可用輕質(zhì)材料制成。此外，為了使傳感器內(nèi)的摩擦減至最小，桿16在通道33a內(nèi)可借助于在嚙合面17二端設(shè)置的環(huán)形軸承被強制導(dǎo)向。所述軸承可取安裝于靠近各端的通道33a內(nèi)呈環(huán)形套筒形式，該套筒具有徑向向內(nèi)凸出的環(huán)形軸承面，它被加工成圓弧，以減少套筒和桿之間的接觸面。小齒輪軸20可具有類似的軸承。另一種方法，如圖1所示，桿16可被制成或設(shè)置間隔的環(huán)形徑向凸臺16c，它們具有圓弧的圓周面，以支承在通道33a的臂上。小齒輪軸20也可設(shè)置類似的軸承，如圖5所示。圖5中，軸20在小齒輪19兩端設(shè)有徑向環(huán)形凸臺20a。所述凸臺支承在位于殼體內(nèi)通孔33c中的環(huán)形軸承襯套20b的圓柱形內(nèi)表面上，軸20穿過殼體延伸。最好將襯套制成和通孔33c成松配合，并且在裝配期間，例如借助于粘結(jié)劑被固定在適當(dāng)位置上，此時小齒輪的齒和桿已被正確定位。面向小齒輪兩端的襯套的端面20c也可成為小齒輪兩端的支承面，并且，為了減少摩擦，這些端面20c也可以是圓弧的，以減小接觸面積。另一種方法，鑲有寶石的軸承可用于桿和軸。
為了減少齒條18的齒和小齒輪19的齒之間的摩擦，可減少齒的接觸面。這可以借助于在部分圓柱嚙合表面上加工出齒條的齒來達(dá)到。在桿16是圓柱體的場合，所述齒可圍繞桿的整個圓柱面延伸，而這樣做是有優(yōu)點的，即小齒輪19上的齒將和桿16上的齒嚙合，而與桿16在殼體33內(nèi)的角度方位無關(guān)。
為了能使桿16相對于物體10與標(biāo)尺23一端成比例地調(diào)正，接觸物體10的桿下端可設(shè)有可調(diào)接觸裝置。如圖所示，桿16的下端包括一個細(xì)桿35，它具有一個接觸物體10的觸頭和擰入桿16端頭的部分，細(xì)桿35在桿16中的位置最初被調(diào)正，而后適當(dāng)固定。
可以這樣設(shè)計上述傳感器，在物體整個位移范圍內(nèi)，桿16接觸物體10，并為它所移動，從而指示器提供物體10在其兩極限位置P和Q之間提供一個連續(xù)的位置顯示，然而，有這樣的情況，其中僅物體的部分位移提供有用的或有意義的顯示。對于這種情況，將桿16這樣設(shè)計，僅當(dāng)物體處于其起始位置P和終止位置Q之間的預(yù)定位置R與終止位置Q之間時，使物體10和其接觸來移動桿16和指示器23。當(dāng)物體低于這一中間位置R時，桿16不和物體接觸，這樣，物體低于該中間位置的各種位置就免去了由指示器提供的顯示。
在這種布置方案里，桿16的最高位置是由物體的最高位置所決定的。相應(yīng)于物體預(yù)定中間位置R，桿的最低位置是由擋塊決定的，后者用來防止桿繼續(xù)向下移動。例如，擋塊可用來限制臂21轉(zhuǎn)動。這種擋塊可由殼體33或由標(biāo)尺支架上的突起形成(不管是直線的還是弧形的)，這些突起伸到臂21的路徑內(nèi)。這種突起在圖2和3中以34表示。另一種方法，所述擋塊可限制桿16本身的向下移動。這種分布方案表示在圖6中，其中，傳感器1b的桿16的上端16a被擴(kuò)大了，并被安裝在殼體33內(nèi)的通孔33a中的擴(kuò)大部分，通孔的擴(kuò)大部分終止于肩部33b，當(dāng)桿處于其最低位置時，桿16的擴(kuò)大端座靠在肩部。桿16的擴(kuò)大端16a和通孔33a中的擴(kuò)大部分其形狀可做成防止或限制桿在通孔33a中繞其縱軸線轉(zhuǎn)動。上述傳感器按照另一種方式表示在圖1和2中，但這種改進(jìn)可同樣地適于圖4具有直線或弧形標(biāo)尺的變型傳感器。
在需要傳感器檢測僅在物體的起始和終止位置P、Q中間，例如在第一和第二中間位置R和S(圖1)之間的物體10的位移的場合，上述傳感器可被改進(jìn)成圖7所示。將可調(diào)細(xì)桿35設(shè)計成能相對于傳感器1c的桿16、克服彈簧41的偏壓從某一延伸位置移動到吸縮位置。細(xì)桿35可調(diào)地擰入螺母42內(nèi)，后者裝在桿16內(nèi)，并可在桿內(nèi)滑動。螺母42借助于彈簧41以其下端通常頂靠在環(huán)形凸肩43上。由彈簧41施加于螺母42上的力按傳感器的使用狀態(tài)借助于調(diào)正彈簧保持塞41a的位置能被調(diào)正，后者旋入桿16內(nèi)。如在前述實施例中那樣，桿16在殼體33內(nèi)的一個制成相應(yīng)形狀的通孔33a中能滑動，但在本實施例中，通孔33a的上端用一位置可調(diào)的塞44封閉，后者擰入通孔33a中。塞44用作可調(diào)的擋塊，并被定位，因此當(dāng)和物體10接觸時，并當(dāng)物體10處于比第一中間位置R更接近于物體的終止位置Q的第二中間位置S時，被桿16的上端接觸。相應(yīng)于第二中間位置S和終止位置Q之間的物體各位置，桿16通過物體保持頂靠在塞44上，而細(xì)桿35通過物體10克服彈簧41的偏壓被推入桿16內(nèi)，這樣，相應(yīng)物體的這些位置，桿不為物體所移動。當(dāng)物體下降低到第二中間位置S時，桿16開始和物體一起移動，并繼續(xù)和物體一起移動到該物體到達(dá)其第一中間位置R時為止，此時桿16停止移動。
在本實施例中，如在圖6中的實施例那樣，桿16的最低位置是由桿的擴(kuò)大上端16a和通孔33a中的凸肩33b相頂靠決定的。而物體的位置R是由細(xì)桿35在螺母42中的調(diào)正位置決定的，此時螺母頂靠在凸肩43上。本實施例的傳感器的其它方面如參照圖1和圖2或者具有直線或弧形標(biāo)尺的圖4所述。這樣相對于圖1至圖4的實施例，上述的桿和臂及指示器的力矩基本平衡，就本實施例來說同樣是具備的。若需要，也可配備彈簧25(未示出)。
圖8表示了一種流體壓力傳感裝置，它包括一傳感器1d。如圖所示，該裝置包括一個具有上部12和下部7的殼體，牢固地固定在上、下殼體部分之間的是一個膜片。在本實施例中，它構(gòu)成物體10。殼體的上部12和膜片10一起形成上艙室30。它保持一已知的壓力，例如它可以通向大氣。殼體的下部7和膜片10一起形成艙室15，它設(shè)有一流體進(jìn)口29，它的壓力是要被檢測的?？梢岳斫?，膜片10可有其它傳統(tǒng)形式，例如，如下面所示的，并且本身可以構(gòu)成殼體內(nèi)的艙室15。
膜片10可沿一個方向受到偏壓，其方向取決于艙室15中的流體壓力相對于艙室30中的壓力。例如，如圖所示，艙室15中的壓力規(guī)定要大于艙室30中的壓力，而膜片由處于殼體上部和固定于并形成部分膜片10的圓盤11之間的艙室30內(nèi)的彈簧14向下施加偏壓。
在本實施例中，膜片在起始的最低位置(示于圖8)和向上到最高位置之間偏移一個范圍，它將取決于室15中的流體壓力和膜片10與偏壓彈簧14的響應(yīng)特性。
傳感器1d如在參照圖1和圖2時所描述的，安裝在室30內(nèi)，而桿16通常垂直于膜片偏轉(zhuǎn)方向。傳感器1d可以有其它的形式，如在參照圖4、6或7中所描述的。標(biāo)尺22如圖示是一直線標(biāo)尺，被設(shè)計成能通過在殼體部分12內(nèi)設(shè)置的窗從殼體外面看見。所述窗可由放大透鏡來代替放大標(biāo)尺，或者如圖示的可設(shè)置一可拆的放大器24a，安裝在窗上以便放大標(biāo)尺。例如如圖3所示顯示器，可取帶中心槽39的桿件形式，通過槽也可看到標(biāo)尺。
傳感器可這樣設(shè)計，使桿16和膜片接觸，并在膜片偏移的整個范圍內(nèi)或在參照圖1、2、4和6中所描述的僅在上部范圍內(nèi)，或在如參照圖7改進(jìn)型傳感器使用時所描述的僅在中間部分范圍內(nèi)被膜片移動。
由于各個膜片對壓力可能各有自己的響應(yīng)特性，當(dāng)傳感器被裝入所述的裝置中時，桿16的最低位置，如果需要的話，及最高位置，通過細(xì)桿35在桿16端部內(nèi)的調(diào)正以及塞44(若有的話)位置的調(diào)正均被最初調(diào)正，以適于實際的膜片的響應(yīng)特性。
可以理解，由傳感器檢測的壓力范圍由于選擇適當(dāng)?shù)膹椈?4而能改變。此外，膜片10接觸傳感器的桿16端部時的壓力通過調(diào)正彈簧14的壓力而能被調(diào)正。為此，彈簧的上端支承在塞14a上，后者旋入殼體內(nèi)。塞14a的外端面可設(shè)有一沿直徑方向的槽，以便和螺旋改錐或便于調(diào)正的裝置嚙合。塞14a的上端設(shè)有一圓柱形延伸部14b，它受軸套14c包圍，后者可轉(zhuǎn)動地裝于殼體內(nèi)。由殼體12軸向固定。蝸輪齒14d將可人工轉(zhuǎn)動的軸14e的轉(zhuǎn)動傳遞到軸套，從而轉(zhuǎn)動軸套。軸套14c和延伸部14b是用鍵連接的，以便把轉(zhuǎn)動傳遞到塞14a，與此同時，能使塞14a軸向移動。
在上述實施例中，傳感器的桿16直接接觸物體10，因此，桿的移動直接相應(yīng)于被傳感器檢測的物體位置范圍內(nèi)的移動。物體的移動可通過適當(dāng)選擇指示器臂21長度和/或適當(dāng)選擇小齒輪19的直徑以及齒條18和小齒輪19兩者齒的參數(shù)來適度放大。
然而進(jìn)一步放大物體10的移動而不增加桿16，小齒輪19和臂及指示器的總成可能是有利的，因為這個總成會使它不靈敏。這可以在物體10和桿16之間設(shè)置一個旋轉(zhuǎn)杠桿或旋轉(zhuǎn)杠桿機(jī)構(gòu)來達(dá)到。例如圖9中壓力檢測裝置所示。傳感器1e包括一主傳感器，它可以是圖1、2、4、6或7中所述的一種。在此基礎(chǔ)上增加了一輔助桿16b以接觸物體10(在本實施例中是膜片)并也可有一可調(diào)接觸細(xì)桿35a，后者可旋入桿16b的端部，或者如圖7實施例中對桿16所描述的那樣，可旋入在桿16b內(nèi)能移動的螺母內(nèi)。輔助桿16b一般平行于主桿16延伸，并以其上端為支點連接于第一杠桿46上，后者可旋轉(zhuǎn)地安裝在殼體上46a處。杠桿46經(jīng)連桿47可旋轉(zhuǎn)地連接于第二杠桿48上，后者可旋轉(zhuǎn)地安裝于殼體上的48a處。主桿16的頭部35經(jīng)在杠桿48上用支點連接的適當(dāng)?shù)你q接或其它元件48a和杠桿48接觸。所述桿以此在杠桿上轉(zhuǎn)動的支點、杠桿在殼體上轉(zhuǎn)動的支點和連桿47在杠桿上轉(zhuǎn)動的支點都被設(shè)計得能提供所要求的物體10的放大的位移。杠桿46、48中的一個和連桿47的連接可以是帶槽的。槽長度可調(diào)，以便在物體和桿16之間有一空行程來調(diào)節(jié)膜片預(yù)定的起始位移，它不使主傳感器的桿16產(chǎn)生位移。
可以理解，借助類似的，然而是縮小的連桿能縮小物體的位移或不是放大。
如前述的實施例那樣，可設(shè)置擋塊來限制桿16的向下移動，而若需要也可限制其向上移動，這樣，傳感器顯示在物體10整個位移范圍的上部或僅中間部分的物體位移。擋塊49的定位是可調(diào)的，用以限制杠桿48的角位移，不過可以理解，如前所示，主傳感器也可設(shè)置一個或多個擋塊。
上述壓力檢測裝置可用來顯示或測量絕對壓力或相對于大氣壓力或其它已知的壓力，或者壓力變化，其標(biāo)尺22被適當(dāng)刻度。它們也可用來顯示隨壓力而變化的其它參數(shù)。例如它們可用來顯示流體漏入或漏出某一系統(tǒng)。標(biāo)尺22此時被適當(dāng)刻度，指示器在標(biāo)尺上的移動率是泄漏率或泄漏量的函數(shù)，并顯示泄漏率或泄漏量。標(biāo)尺可包括一附加刻度，以便用戶能忽略低于某一最大允許值的泄漏，例如，若指示器在少于預(yù)定時間內(nèi)移過該刻度的一個單位。它們也可用于由液化氣罐供氣的某一系統(tǒng)內(nèi)，以便指示剩留在罐中的液化氣量。在此情況下，壓力檢測裝置可接入供氣管道內(nèi)，在氣壓調(diào)節(jié)器的上游或下游以及要供氣的設(shè)備的上游?？扇菀椎貙⒃撗b置設(shè)計成安裝于液化汽使用設(shè)備內(nèi)。例如氣體火焰爐或火爐，以便該設(shè)備用戶容易看見。
在該系統(tǒng)正常使用中，來自壓力調(diào)節(jié)器和要供氣的任何設(shè)備上游的氣體壓力隨罐中液化氣量而變，具體說，隨罐中液化氣量減少而降低，不過，這一關(guān)系是非線性的?？梢詤⒄請D1，2，4或6所述的傳感器，把這種傳感器設(shè)計成僅當(dāng)氣壓處于最低可用壓力或其上下時才顯示。采用如圖7所述的傳感器是有利的。膜片的第一選定中間位置應(yīng)是當(dāng)氣壓處于其最低可用壓力時，膜片開始動作，而第二選定中間位置應(yīng)是當(dāng)氣壓充分高于最低可用壓力以便向用戶發(fā)出很快需要更換液化氣罐的合理警告時，膜片開始動作。這樣，當(dāng)指示器開始移過標(biāo)尺時，用戶得到警告需要更換液化氣罐。
另一種方法是上述壓力傳感器可裝在壓力調(diào)節(jié)器本身內(nèi)，如圖10所示。圖10所示的氣壓調(diào)節(jié)器包括具有上部12和下部7的殼體，以及牢固地固定于殼體上、下部之間的膜片10，殼體的上部和膜片一起構(gòu)成一上室30，它和大氣相通，而殼體的下部7和膜片一起構(gòu)成一氣體輸出室15，它具有一出口31，和用氣體的設(shè)備或其它裝備相連。輸出室15經(jīng)設(shè)有閥6的孔5和通道2接到氣體輸入口29。輸入口29設(shè)有連接裝置，以便將輸入口直接或間接地和氣罐輸出口相連。如圖所示，輸入口29是用來直接和氣罐輸出口相連的，并設(shè)有件32a，和氣罐輸出口中的閥協(xié)同工作，以便使氣罐和壓力調(diào)節(jié)器接通，還設(shè)有手工操作閥32b，用以開、關(guān)輸入口29。
閥6包括用于開關(guān)孔5的閥件8，后者采用橡膠墊的結(jié)構(gòu)，裝于搖臂9的一端。搖臂9通過軸4可旋轉(zhuǎn)地裝于殼體的下部7內(nèi)。和支承閥件8相反的搖臂9的一端經(jīng)軸26連接于膜片10的中心。軸26的一端固定于膜片10的中心，而其另一端，有一直徑縮小部分28，它和搖臂9上制出的槽嚙合，并且形成相對的凸肩27和3，它們靠在搖臂9相反的二側(cè)面上，這樣，軸26的軸向移動導(dǎo)致?lián)u臂9繞支點的轉(zhuǎn)動。
膜片10由彈簧14向下施加偏壓，彈簧安裝在殼體上部12和固定于膜片10上并構(gòu)成膜片一部分的圓盤11之間的室30內(nèi)，如上所述，氣壓調(diào)節(jié)器是傳統(tǒng)的，而它調(diào)節(jié)氣壓的操作也是傳統(tǒng)的。在不對輸入口29供氣的情況下，膜片10在彈簧14的偏壓作用下向下偏移到起始的最低位置。在此位置，搖臂通過膜片轉(zhuǎn)動，將閥件8移離孔5，使閥6全開。當(dāng)充足氣的氣罐接到輸入口29時，氣體經(jīng)閥6進(jìn)入室15，使膜片10開始向下最初偏移到終止或最上的位置，此時，搖臂移到關(guān)閉閥6的位置。此后，當(dāng)氣體排出和使用時，便達(dá)到一穩(wěn)定狀況，其時搖臂9處于某一位置，使閥6充分打開，以便在艙室15內(nèi)保持所需的壓力。在此穩(wěn)定狀態(tài)下，膜片將開始(當(dāng)連于輸入口29的氣罐是充滿時)處于接近其終止的最上位置，而后隨罐中液化氣耗盡逐漸朝起始位置向下移動。對于一般的氣體使用，壓力調(diào)節(jié)器膜片的位置提供壓力調(diào)節(jié)器輸出口內(nèi)氣壓的指示，它還提供剩留在罐中的液化氣量的指示。
傳感器1f，它可以和圖1、2、4、6或7所述的安裝于上殼體部分12的艙室30中，并可以有如圖3所示的直線標(biāo)尺，或可設(shè)有弧形標(biāo)尺。標(biāo)尺22經(jīng)標(biāo)定來提供剩留在罐內(nèi)的液化氣量的大概指示，或提供剩留在罐內(nèi)的液化氣的正常使用時間的大概指示是有利的，以便提醒用戶液化氣罐將要更換的時間。
在氣體正常使用情況下，當(dāng)調(diào)節(jié)器的輸出壓力，從而膜片的位置不隨剩留在罐中的氣體量而變化時，這種變化不是線性的，并且發(fā)現(xiàn)大多數(shù)膜片的偏移出現(xiàn)在罐中壓力是在缺乏液化氣情況下的氣體蒸汽壓時，它低于可用壓力。圖11是表示上述罐裝煤氣壓力調(diào)節(jié)器的膜片位置或偏移(以毫米計)隨輸入氣體壓力(以公斤/厘米2計)變化的曲線。壓力調(diào)節(jié)器連接于液化氣罐，當(dāng)罐被充足時，在正常環(huán)境狀況下，產(chǎn)生7公斤/厘米2的最大壓力，此外，在不正常情況下，其最大壓力可增加到至少17公斤/厘米2。在該曲線中，原點代表輸出壓力為零，而膜片處于起始位置，在此位置上，調(diào)壓器閥全開。從曲線可以看出，膜片在其起始位置A和終止位置B之間大約偏移4毫米，位置c是一中間位置，在這一位置，膜片大約以最小可用輸出壓力(約在0.2和0.5公斤/厘米2之間，取決于環(huán)境溫度)開始動作。在從位置B移至位置C的過程中，膜片通常僅移動約1毫米。當(dāng)膜片處于位置C和位置A之間時，關(guān)于膜片位置和氣罐含量的信息是一點也沒有意義的，因為在此階段，氣罐包含的氣體僅處于實際上在空罐中的氣體的蒸汽壓力，因而氣罐超過了早該更換的這一點。因此，不存在檢測和顯示這些膜片位置的點。在位置B和C之間，通過檢測和顯示膜片位置來提供有用信息。
當(dāng)傳感器1f按圖1、2、4或6所述時，這樣設(shè)計傳感器的桿16，僅當(dāng)膜片已偏移到C或B或者C之間的某個位置時使膜片和其接觸來移動桿16，當(dāng)膜片處于位置C和A之間時，桿16脫離與膜片接觸，這樣膜片在位置C和A之間的偏移就不被顯示。
在使用中，當(dāng)調(diào)壓器和充足了的氣罐連接時，膜片10便開始移到其終止位置B，此時，桿16便被移到其最上位置，而指示器23移到在標(biāo)尺22一端的最低位置。當(dāng)開始使用氣體時，此時，膜片10便移到其穩(wěn)定狀態(tài)位置，開始接近于位置B，此后，隨著罐中液化氣的消耗，逐漸向下移到位置C、桿16和指示器23跟隨膜片移動。隨著膜片10向位置C移動，顯示器23便移向標(biāo)尺的另一端，當(dāng)膜片降低到低于位置C時，桿16便停止移動和膜片脫離接觸。
在本實施例中，標(biāo)尺22的兩極限位置相應(yīng)于膜片中間位置C和終止位置B，該標(biāo)尺可用指示罐中液化氣量的單位來標(biāo)定，或如圖3所述，所示的分成3個區(qū)段36，37，38來標(biāo)定，區(qū)段36指示氣罐是充足的，區(qū)段37指示氣罐接近用空。區(qū)段38指示氣罐充足和用空之間的中間狀態(tài)。由于來自壓力調(diào)節(jié)器的氣體輸出壓力隨環(huán)境溫度而變，可設(shè)置許多不同標(biāo)尺，如圖3所示，以用于不同的環(huán)境溫度?？梢岳斫猓瑸榱嗽谌魏螘r刻獲得一個正確或真實的氣罐含量顯示，應(yīng)僅當(dāng)該系統(tǒng)處于正常使用時，從指示器上讀出讀數(shù)。
若僅要求傳感器提供快到需要更換氣罐的指示而不是還指示何時氣罐是滿的，對指示器來說，僅當(dāng)膜片處于第一中間位置C和接近位置B的第二中間位置D之間時開始指示是足夠的。這可以采用如圖7所述的變型傳感器來達(dá)到。
在上述的實施例中，把傳感器設(shè)計成在物體的整個移動范圍內(nèi)，或者僅在整個范圍的預(yù)定部分內(nèi)響應(yīng)物體的移動。傳感器可進(jìn)一步改進(jìn)，使它能響應(yīng)物體10的整個移動范圍內(nèi)的若干預(yù)定部分。如圖12的傳感器1g相似于圖7所描述的傳感器，其相應(yīng)部分用相同的標(biāo)號標(biāo)出，因而不再詳述。如圖所示，傳感器具有直線標(biāo)尺22，但也可有一弧形標(biāo)尺，臂21可如圖4所示被平衡。除了上述部分之外，圖12的傳感器還包括成壓簧形式的第一臨時止動塊，處于桿16上端16a和擋塊40之間，該彈簧60被設(shè)計成在桿16的某一預(yù)定位移后和桿16的上端接觸，并用來暫時阻止桿16進(jìn)一步移動。將彈簧60的壓縮阻力設(shè)計成大于彈簧41的壓縮阻力，這樣，隨著桿16和彈簧60接觸，物體的繼續(xù)向下移動只能使細(xì)桿35伸到桿16內(nèi)，而不使桿16進(jìn)一步移動。采用第二壓簧61形式的第二臨時止動塊裝于螺母42和保持塞41a之間的桿16內(nèi)的空間內(nèi)。當(dāng)螺母42開始和彈簧61的下端接觸時，該彈簧61用于暫時阻止桿16內(nèi)的細(xì)桿35進(jìn)一步伸縮移動。將彈簧61的壓縮阻力設(shè)計成大于彈簧60的壓縮阻力，這樣，隨著螺母42和彈簧61接觸，物體的繼續(xù)向上移動將使桿16克服彈簧60的偏壓并壓縮彈簧60而繼續(xù)移動。在該實施例中，桿16的這種向上移動由于其上端和塞44的下表面接觸而受阻止，如圖所示，塞44具有一附加的向下的凸輪44a，彈簧60的上端就固定于其上。其某一變型里可設(shè)置形成另一臨時止動塊的另一壓簧，隨著彈簧60的某一壓縮，它和桿16的上端接觸，它也用于暫時阻止桿16的向上移動。不管桿16的移動暫時受阻或者持久受阻于該點上，物體能繼續(xù)向上移動，借助于彈簧61的壓縮，使細(xì)桿35進(jìn)一步縮到桿16內(nèi)，因而桿16不會移動。物體10的最上位置被安排在細(xì)桿35碰到塞41a的下端面之前的這種繼續(xù)伸縮移動的范圍內(nèi)。如同塞44，塞41a具有一向下的延伸部41b，彈簧61固定于其上。在某種變型里，在桿16內(nèi)可設(shè)置另一彈簧，以便起初阻止細(xì)桿35的伸縮移動，而后隨著桿16的繼續(xù)移動，允許細(xì)桿繼續(xù)伸縮移動。
在前文中，已從物體自最低位置移到最高位置的角度敘述了圖12的傳感器的操作。但應(yīng)當(dāng)理解，物體自最高位置移到最低位置，其順序僅是相反而已。
根據(jù)上述安排，圖12的傳感器是被設(shè)計來調(diào)節(jié)起始位置和為大于各別位移a+b+c+d總和而少于各別位移a+b+c+d+e總和的某個距離所間隔的終止該位置之間的物體位移，傳感器僅在b和d部分被操作和響應(yīng)以及顯示物體的位移。每一a和b由傳感器在此期間不工作的a、c和e中適當(dāng)?shù)囊粋€所跟隨或接續(xù)。和顯示器相聯(lián)的標(biāo)尺被適當(dāng)標(biāo)定，以識別被檢測的物體位移范圍內(nèi)的兩部分。
圖12的實施例通過改進(jìn)桿16能使傳感器響應(yīng)在物體整個位移范圍內(nèi)的若干預(yù)定間隔部分中的物體位移。因此，僅當(dāng)物體在整個位移范圍內(nèi)的預(yù)定間隔部分中進(jìn)行移動時，它才和物體位移一起移動。
在上述的實施例中，在細(xì)長件和旋轉(zhuǎn)件之間傳遞運動的手段包括在細(xì)長桿和旋轉(zhuǎn)件上的相互嚙合的嚙。可以理解，細(xì)長件和旋轉(zhuǎn)件的嚙合面可通過其它的手段來嚙合。例如，這些面可純粹處于摩擦嚙合狀態(tài)。兩個件的嚙合面可以是粗糙的，以增加摩擦力。
另一種方法是，細(xì)長件和旋轉(zhuǎn)件的嚙合面可具有其它的輪廓，它使旋轉(zhuǎn)件按細(xì)長件的縱向移動而轉(zhuǎn)動。如圖13、14所示，傳感器1i的旋轉(zhuǎn)件19可設(shè)有一徑向凸起部50，取凸輪從動件的形式，在其端部可裝有一滾子51。凸起部50的端部，若有的話，或滾子51，和設(shè)在細(xì)長件16上的縱向延伸凸輪面52嚙合，以使件19根據(jù)桿16的縱向移動而轉(zhuǎn)向。件19具有一起始位置，如圖13、14所示，從該位置上克服游絲25的偏壓，借助于凸輪表面52能按逆時針方向(如圖13、14所示)運動。凸輪面52能被仿形，以便在桿16的移動和臂21的轉(zhuǎn)動之間建立一種非線性關(guān)系。
在該實施例中，桿16的觸頭處于桿16的上端，如在前述的實施例中那樣，桿、旋轉(zhuǎn)件、帶指示器的臂和螺旋彈簧的總成件是基本平衡的。
如上所述，上述傳感器可用于檢測膜片的位移，以便指示引起膜片偏移的流體壓力或壓力變化。傳感器也可和按照流體壓力或壓力變化而位移的其它物體一起應(yīng)用。如圖15所示。如上所述，可利用傳感器來檢測波爾登(Boundon)管60的位移，兩傳感器1j和1k均被規(guī)定裝于管60的殼內(nèi)。傳感器1j的桿16并不直接檢測波爾登管60端部的位移，而是通過一個放大連桿機(jī)構(gòu)來進(jìn)行的。后者包括可轉(zhuǎn)動地裝于管60端部和其殼體上的以支點轉(zhuǎn)動的桿61和62，它們設(shè)有一可調(diào)的擋塊63和一可調(diào)的空行程接頭64，類似于圖7的連桿機(jī)構(gòu)?？梢岳斫?，在波爾登管60端部和傳感器1j之間的連桿機(jī)構(gòu)可采用各種不同的形式，而且確實可以省去。這樣將傳感器設(shè)計成直接檢測波爾登管端部的位移。
如圖15所示，傳感器1j如參照圖12所描述的那樣，因此，它在管60端部的整個位移范圍內(nèi)的兩個分隔部分中是響應(yīng)的，其標(biāo)尺被適當(dāng)刻度，以便指示。例如在4.0和4.35公斤/厘米2之間以及在8.00-8.25公斤/厘米2之間的壓力。也可按圖7所描述的來僅指示整個范圍內(nèi)的一部分。
第二傳感器1k如圖1或圖6所描述的，具有圖4的改進(jìn)型和弧形標(biāo)尺，它被設(shè)計來檢測并指示波爾登管60在整個位移范圍內(nèi)位移。為此，傳感器1k的桿16的細(xì)桿35支承在杠桿65的端部，杠桿65以支點66連接于波爾登管的殼體上，并以支點67連接于杠桿61上。在無須指示整個位移范圍內(nèi)的波爾登管的位移的場合里，傳感器1k連同杠桿65可以省去。
可以理解，如上所述在任何裝有傳感器的裝置里兩個或多于兩個傳感器，例如，如前面或以后所描述的，其中一個傳感器被設(shè)計成在物體的整個位移范圍內(nèi)能作出響應(yīng)，而其余的傳感器被設(shè)計成在整個范圍內(nèi)的一個或幾個預(yù)定部分能作出響應(yīng)。
上述傳感器也可用來指示尺寸或偏離固定尺寸的變化。圖16表示一個用于測量直線尺寸的測量儀，但它由于包括一個上述的傳感器，被設(shè)計來在測量儀整個范圍內(nèi)的僅一個或幾個部分進(jìn)行顯示。該測量儀包括一個用以接觸物體的接觸桿70，桿70克服彈簧72的偏壓能在殼體71中縱向移動。該桿帶有一橫向延伸件73，它可調(diào)地固定于桿70上某一適當(dāng)?shù)狞c，正是該件73接觸傳感器1m的桿16，從而操作該測量儀。傳感器可如圖4、6或7中所描述的具有一弧形標(biāo)尺22，在桿70全部或一部分移動范圍內(nèi)提供顯示，或可如圖12中所描述的，在整個范圍的兩個或更多的部分提供顯示。傳感器殼體33固定于殼體71上，桿16通常平行于桿70而垂直于件73延伸。弧形標(biāo)尺22設(shè)在殼體71的某個面上。
本實施例包括一改進(jìn)，它能應(yīng)用于其它方案的傳感器，用以經(jīng)桿16放大小齒輪19的轉(zhuǎn)動。安裝在小齒輪19的軸20上的是另一齒輪或小齒輪74，它和小齒輪19一起轉(zhuǎn)動，并和小齒輪或齒輪75嚙合，在齒輪75的軸上，裝有包括指示器23的臂21和配重的臂延伸部21a(未示出)。齒輪75的軸和小齒輪的軸在垂直方向上是對齊的。因此它對小齒輪19的軸不產(chǎn)生力矩。這樣彈簧25如上所述僅用來平衡桿16。
為了指示力或力的變化可設(shè)計傳感器的桿16來反抗一標(biāo)定的或已知的力而被移動。如圖17所示，如圖5中所描述的具有弧形標(biāo)尺的傳感器1m，被裝于一個能指示壓力或張力的裝置內(nèi)。為此，桿16裝于兩個標(biāo)定的彈簧80、81之間，它們在殼體82內(nèi)支承于桿16的兩端，桿16在一端具有延伸部83，它從殼體82中伸出來和物體10接觸，承受被測量的壓力或張力，在測量儀放松的狀態(tài)下，彈簧80和81無應(yīng)力，因此傳感器的桿16對小齒輪19軸線的力矩由游絲25基本平衡，因此，該傳感器具有最高的靈敏度。在該實施例中，無須一個輕微合成力矩沿物體10方向?qū)U16施加偏壓，因此，桿16的力矩能為彈簧25所平衡。此外，由于桿16保持在彈簧80、81之間，無須限制桿16移動的擋塊。
在使用中，根據(jù)所施力是壓力還是張力，桿16克服由彈簧80、81中的一個施加的偏壓而縱向移動，移動的范圍，它是所施力的顯示，取決于桿16移動的方向被顯示在標(biāo)尺22兩部分中的一部分上，桿16移動的方向又取決于所施力是壓力或者張力。
桿16的觸頭84，如圖示可以繞軸85在圖17中所示兩位置之間轉(zhuǎn)動，用以測量壓力，而在其90°的位置上測量張力。
在上述實施例中，經(jīng)標(biāo)定的或已知的力施加于桿16上，被測量的力反抗該已知力得到平衡。在圖18所示的改進(jìn)型方案里，經(jīng)標(biāo)定的力施加于中間件上，它的位移然后由一傳感器按上所述進(jìn)行檢測。如圖18所示，一個通常是T形件90繞中心旋轉(zhuǎn)支點91可轉(zhuǎn)動地裝于殼體92內(nèi)。T形體的筆直部分從殼體伸出來和物體10接觸，它承受一壓力或張力。經(jīng)標(biāo)定的彈簧93和94連接于件90的兩臂端，于是件90根據(jù)被測的壓力或張力將轉(zhuǎn)動。件90的兩臂中的一個的位移由傳感器1p檢測，傳感器1p如圖4中所描述具有一弧形標(biāo)尺。如在前實施例中那樣，測量儀的標(biāo)尺22有兩部分，一部分用于顯示壓力，而另一部分測量張力。
雖然相對于圖17和18上面所描述的那些裝置都能測量壓力或張力，通過省去圖17實施例中彈簧80或81中的適當(dāng)?shù)囊粋€和圖18實施例中彈簧93或94中的一個，如果需要，用適當(dāng)?shù)膿鯄K代替，可修改該裝置來反測量壓力或張力。
上述各傳感器的實施例以及包括傳感器的各裝置的實施例，都在該裝置上設(shè)置一顯示或一測量裝置。可以理解，在所有上述傳感器和裝置中，旋轉(zhuǎn)件19，其上裝有所述旋轉(zhuǎn)件的軸20，最好臂21或指示器23可和用于檢測位置或位移的手段聯(lián)系起來，以便提供一種電氣或電子的顯示或測量。顯示或測量可具有模擬或數(shù)字的形式，也可具有遙控的形式。在不要求現(xiàn)場顯示的場合，所述臂可以是整體的，或和旋轉(zhuǎn)件做成一體一起轉(zhuǎn)動。例如，小齒輪19可由構(gòu)成臂21的經(jīng)向凸出部分制成，在該部分中的齒被省去。
此外，在各傳感器和包括各傳感器的裝置的所有上述實施例中，可提供各種手段把旋轉(zhuǎn)件19，其上裝有該旋轉(zhuǎn)件的軸20，臂21或指示器23聯(lián)結(jié)在一起，以便為了控制或其它目的，在傳感器響應(yīng)的物體10位移范圍內(nèi)的一部分或幾部分中的一處或幾處預(yù)定位置上，觸發(fā)或推動一個或幾個警報器或開關(guān)，或者其它的機(jī)構(gòu)或裝置。在小齒輪，小齒輪軸、臂或指示器以及借此被接觸或推動的該機(jī)構(gòu)或裝置之間可建立一機(jī)械連接環(huán)?；蛘邔?yīng)于一個或幾個在一處或幾處選定位置上接觸的觸點或開關(guān)可建立一電氣或電子的連接環(huán)。
這樣提供了一種對物體位移作出響應(yīng)的傳感器，它可被設(shè)計成對位移變化非常靈敏，因而能檢測極小的位移，并且它能響應(yīng)物體整個位移范圍內(nèi)的一個或幾個預(yù)定部分內(nèi)的位移。該傳感器能被廉價制造，并能大量生產(chǎn)。同樣可以理解，它能被簡單地裝于現(xiàn)存的各種裝置內(nèi)，對被檢測的物體的變形很少或沒有，因為可把桿16設(shè)計成僅和物體接觸，而無須用任何方式來和其機(jī)械聯(lián)系或連接。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測能相對移動的物體10的相對位移的傳感器(1)，包括一殼體(33)，包括一細(xì)長件(16)，一旋轉(zhuǎn)件(19)和臂裝置(21)的檢測總成，細(xì)長件裝于殼體內(nèi)，按照物體的相對位移在第一位置和第二位置之間作直線縱向移動，它具有一縱向延伸的嚙合面(17)，所述旋轉(zhuǎn)件(19)具有一圓周嚙合裝置，并安裝在殼體內(nèi)，因而在細(xì)長件(16)的嚙合面和旋轉(zhuǎn)件(19)的嚙合裝置之間能進(jìn)行嚙合，使旋轉(zhuǎn)件隨細(xì)長件的縱向移動而轉(zhuǎn)動，臂裝置(21)被設(shè)計成和旋轉(zhuǎn)件一起轉(zhuǎn)動，其中所述總成被設(shè)計成相對旋轉(zhuǎn)體的軸線基本平衡。
2.一種按權(quán)利要求1所描述的傳感器，其中細(xì)長件的嚙合面和旋轉(zhuǎn)件的嚙合裝置適于摩擦嚙合。
3.一種按權(quán)利要求1所描述的傳感器，其中細(xì)長件(16)的嚙合面設(shè)有適于和旋轉(zhuǎn)件(19)的嚙合裝置進(jìn)行強制嚙合的裝置(18)。
4.一種按權(quán)利要求3所描述的傳感器，其中細(xì)長件的嚙合裝置和旋轉(zhuǎn)件的嚙合裝置包括彼此嚙合的齒(18、19)。
5.一種按權(quán)利要求4所描述的傳感器，其中細(xì)長件(16)的嚙合面(17)是部分圓柱面，細(xì)長件的齒同是圓弧的。
6.一種按權(quán)利要求3所描述的傳感器，其中細(xì)長件(16)的嚙合面包括一凸輪(52)，而旋轉(zhuǎn)件的嚙合裝置包括一凸輪從動件(50，51)。
7.一種按上述任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中細(xì)長件(16)面向第一位置方向的一端適于和所述物體接觸，但和它沒有機(jī)械的聯(lián)接或連結(jié)。
8.一種按上述任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中細(xì)長件(16)面向第一位置方向的一端適于和物體直接接觸。
9.一種按權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中細(xì)長件面向第一位置方向的一端適于經(jīng)杠桿裝置(46-48;62;65)和物體接觸。
10.一種按權(quán)利要求9所述的傳感器，其中所述杠桿裝置被設(shè)計成放大或縮小被傳遞到所述細(xì)長件的物體的位移。
11.一種按權(quán)利要求8至10中任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中細(xì)長件(16)的一端設(shè)有適于調(diào)節(jié)產(chǎn)生細(xì)長件(16)起始位移的位置的可調(diào)的接觸裝置(35)。
12.一種接權(quán)利要求11所述的傳感器，其中所述接觸裝置(35)包括一根具有適于和物體接觸的觸頭的細(xì)桿，它旋入所述細(xì)長件的端部或其一部分內(nèi)。
13.一種按權(quán)利要求11或12所述的傳感器，其中所述接觸裝置(35)相對于所述細(xì)長件是可移動的。當(dāng)和所述接觸裝置接觸時，允許所述物體位移，而無所述細(xì)長件或旋轉(zhuǎn)件的位移。
14.一種按權(quán)利要求13所述的傳感器，其中所述接觸裝置(35)被偏壓裝置(41)相對于所述細(xì)長件偏移到某一起始的延伸位置，它逆著所述偏壓，相對于細(xì)長件可移至某一收縮位置。
15.一種按前述任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述總成被設(shè)計成有一沿某一方向作用于細(xì)長件上的微小合力，向其第一位置對細(xì)長件施加偏壓。
16.一種按權(quán)利要求15所描述的傳感器，其中所述合力小于作用于所述物體上并使其產(chǎn)生指示物體位移的力。
17.一種按前述任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中臂裝置(21)和細(xì)長件(16)就處于所述旋傳件(19)軸線相對兩側(cè)的它們的重心來說，被設(shè)計成它們對所述旋轉(zhuǎn)件軸線的力距在所述臂整個位移范圍內(nèi)是相反的。
18.一種按前述任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中細(xì)長件(16)被設(shè)計成能垂直移動。
19.一種按上述任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述臂裝置包括一個由旋轉(zhuǎn)件(19)連接而被轉(zhuǎn)動的臂(21)和一個可在標(biāo)尺(22)上移動的指示器(23)。
20.一種按上述任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中所述總成包括作用于它的另一部件，并有助于該總成繞旋轉(zhuǎn)件(19)軸線平衡的偏壓裝置(25)。
21.一種按權(quán)利要求20所述的傳感器，其中臂裝置(21)是這樣設(shè)計的，使它繞所述旋轉(zhuǎn)件的軸線是平衡的，所述偏壓裝置至少部分地平衡細(xì)長件(16)繞旋轉(zhuǎn)件(19)軸線的力矩。
22.一種按權(quán)利要求20或21所述的傳感器，其中所述偏壓裝置包括一彈簧。
23.一種按上述任一權(quán)利要求所述的傳感器，它被設(shè)計成對等于或小于1毫米量級的位移作出響應(yīng)。
24.一種按上述任一權(quán)利要求所述的傳感器，它被設(shè)計成對由等于或小于10毫巴或者10厘頓(0.1牛頓)量級的壓力或力、或者壓力變化或力的變化而引起的位移作出響應(yīng)。
25.一種按上述任一權(quán)利要求所述的傳感器，它被設(shè)計制成對在所述物體整個位移范圍內(nèi)的僅一部分中的物體位移作出響應(yīng)。
26.一種按上述任一權(quán)利要求所述的傳感器，它被設(shè)計成對在物體整個位移范圍內(nèi)的僅若干部分中的物體位移作出響應(yīng)。
27.一種按上述任一權(quán)利要求所述的傳感器，包括用以保持細(xì)長件(16)相對于所述物體至少暫時靜止的檔塊裝置(34，33b，44，60，61)。
28.一種按權(quán)利要求27所述的傳感器，包括用以防止細(xì)長件(16)超過第一位置的移動并在物體整個位移范圍內(nèi)的第一部分中的物體位移期間，用以保持細(xì)長件和物體脫離接觸的第一檔塊裝置(34;33b)。
29.一種按權(quán)利要求28所述的傳感器，包括在細(xì)長件從第一位置完成一預(yù)定的位移后用以保持細(xì)長件靜止的第二檔塊裝置(44;60)。
30.一種按權(quán)利要求29所述的傳感器，其中細(xì)長件包括一個用以和物體接觸的觸頭(35)，該觸頭逆著偏壓能相對于細(xì)長件收縮，這樣，當(dāng)物體位移使細(xì)長件接觸第二檔塊裝置(44;60)時，物體的繼繞位移使觸頭相對于細(xì)長件收縮。
31.一種按權(quán)利要求29或30所述的傳感器，其中第二檔塊裝置(44)阻止細(xì)長件繼續(xù)移動，并規(guī)定其第二位置。
32.一種按權(quán)利要求30所述的傳感器，包括在預(yù)定的物體繼續(xù)位移后用以保持觸頭(35)相對于細(xì)長件靜止的第三檔塊裝置;當(dāng)觸頭(35)被第三檔塊裝置(61)保持靜止以允許細(xì)長件隨著物體的繼續(xù)位移而繼續(xù)移動時，適于被克服的第二檔塊裝置(60)。
33.一種按權(quán)利要求32所述的傳感器，包括在物體另一個預(yù)定的位置后用以保持細(xì)長件相對于物體靜止的第四檔塊裝置(44)，在物體繼續(xù)位移細(xì)長件與第四檔塊裝置(44)接觸時，第三檔塊裝置(61)適于被克服，以允許觸頭(35)相對于細(xì)長件(16)繼續(xù)收縮。
34.一種流體壓力檢測裝置，包括按照被檢測的壓力可位移的物體(10;60;73;90)和一個按前述任一權(quán)利要求所述的用于檢測物體預(yù)定位移的傳感器。
35.一種按權(quán)利要求34所述的流體壓力檢測裝置，包括一殼體(7，12)，其中殼體包括一個在殼體中構(gòu)成通至壓力待測的流體的第一艙室(15)的膜片(10)，和在使用中被保持在已知壓力的第二艙室(30)，傳感器裝于第二艙室，細(xì)長件(16)基本上平行于膜片位移方向延伸，以便為膜片所接觸。
36.一種按權(quán)利要求35所述的流體壓力檢測裝置，其中細(xì)長件(16)面向其第一位置方向的一端和膜片(10)是間隔的，這樣，在膜片的起始預(yù)定位移期間，它不與其接觸。
37.一種按權(quán)利要求34所述的流體壓力檢測裝置，其中所述物體是波爾登管(60)。
38.一種壓力調(diào)節(jié)器，包括一個具有一氣體進(jìn)口(29)和一氣體出口(31)的殼體(7，12)，在進(jìn)、出口之間用以調(diào)節(jié)氣體輸送到出口的閥裝置(6)，按照出口處氣體壓力，用以控制閥裝置的裝置，所述閥控制裝置包括一個裝于殼體內(nèi)并構(gòu)成在出口處暴露于氣體壓力的第一艙室(15)和暴露于已知壓力的第二艙室(30)的撓性膜片(10)，和一個按權(quán)利要求1-34中任一權(quán)利要求所述的安裝于第二艙室內(nèi)的傳感器，其細(xì)長件(16)被設(shè)計成為膜片(10)所接觸。
39.一種按權(quán)利要求38所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中細(xì)長件在面向其第一位置方向的一端是和膜片(10)有間隔的，因此，在膜片的最初預(yù)定位移其間，它不和其接觸。
40.一種按權(quán)利要求38或39所述的用以調(diào)節(jié)來自液化氣罐的氣體的壓力的調(diào)節(jié)器，其中傳感器的臂裝置包括在標(biāo)尺(22)上可移動的指示器(23)，標(biāo)尺經(jīng)標(biāo)定以顯示剩留在氣罐中液化氣量。
41.一種位移測量裝置，包括一殼體(71)，一個用以接觸被測位移的元件，并被安裝成在殼體中縱向移動的桿(70)，和一個按權(quán)利要求1至34中任一權(quán)利要求所述的、安裝于殼體中的傳感器，其細(xì)長件(16)被設(shè)計成為隨桿(70)而移動的物體(73)所接觸。
42.一種按權(quán)利要求41所述的位移測量裝置，其中細(xì)長桿(16)面向其第一位置方向的一端是和物體(73)有間隔的，這樣，在物體的最初預(yù)定位移期間，它不和其接觸。
43.一種力檢測裝置，包括一個按權(quán)利要求1至34中任一權(quán)利要求所述的傳感器，其中細(xì)長件(16)被設(shè)計成承受一標(biāo)定的彈簧(80;81;93;94)的偏壓，并被物體(90)移動，物體承受被檢測的反抗標(biāo)定彈簧偏壓的力，并可被移動。
44.一種按權(quán)利要求43所述的力檢測裝置，其中經(jīng)標(biāo)定的彈簧直接作用于傳感器的細(xì)長件。
45.一種按權(quán)利要求43所述的力檢測裝置，其中細(xì)長件(16)和一安裝成可繞支點旋轉(zhuǎn)的杠桿連接，杠桿被設(shè)計成和所述物體接觸，經(jīng)標(biāo)定的彈簧作用于杠桿。
全文摘要
本傳感器適于檢測相對移動物體的相對位移，尤其是對1毫米或1毫米以下量級的位移的檢測，或是由10毫巴或10毫巴以下量級的力或壓力或者力或壓力的變化所引起的位移的檢測。傳感器1包括一殼體33和含有一細(xì)長件16，一旋轉(zhuǎn)件19和臂裝置的檢測總成。該臂裝置包括一個由旋轉(zhuǎn)件19連接而被轉(zhuǎn)動的臂21和一個可在標(biāo)尺22上移動的指示器23。該總成可包括一個彈簧25，該彈簧繞軸線作用于旋轉(zhuǎn)件上，用以平衡細(xì)長件和臂繞旋轉(zhuǎn)件軸線的力矩。
文檔編號G01L7/08GK1042773SQ8910480
公開日1990年6月6日 申請日期1989年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1988年11月16日
發(fā)明者彭卡·古普塔, 沙里爾·古普塔 申請人:英特爾革斯加斯私人有限公司