專利名稱：角速度、角位移檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及角速度、角位移的測量，尤指一種用于電動機或轉(zhuǎn)動機械的角速度、角位移檢測器。
目前在檢測電動機和轉(zhuǎn)動機械的轉(zhuǎn)動角速度、角位移中，一般將傳感元件和調(diào)制盤分別裝在其固定部分和轉(zhuǎn)動部分，例如為了檢測電動機的角速度和角位移，通常將傳感元件裝在電動機機殼上，將調(diào)制盤裝在電動機軸上，調(diào)制盤在隨著電動機的軸轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動的同時，對傳感元件的信號進行調(diào)制，傳感元件中產(chǎn)生的交變信號反應(yīng)了電動機的角速度和角位移量，即交變信號的周期反應(yīng)了角速度量，交變信號的高低電平反應(yīng)了角位移量。但這種方式對傳感元件和調(diào)制盤安裝位置精度要求高，調(diào)制盤對傳感元件難以準確調(diào)制且需現(xiàn)場安裝，若調(diào)制盤安裝位置偏左，則傳感元件無法受到調(diào)制盤的調(diào)制；偏右，則調(diào)制盤與傳感元件相碰，可能使之損壞。因此存在制造和調(diào)試難度大，同時由于電動機或轉(zhuǎn)動機械的使用環(huán)境皆為振動大和灰塵多，因此傳感元件和調(diào)制盤的安裝位置更難以保證，且傳感元件的靈敏度也受到嚴重影響。
本實用新型的目的是提供一種傳感元件與調(diào)制盤能準確定位，且具有防塵、抗振的整體式角速度、角位移檢測器。
本實用新型采用如下技術(shù)方案與現(xiàn)有角速度、角位移檢測器一樣，它含有傳感元件和調(diào)制盤以及控制電路板，傳感元件經(jīng)調(diào)制盤調(diào)制后的信號，由與傳感元件相連接的控制電路輸出，輸出信號的周期和高低電平分別反應(yīng)了角速度和角位移量，所不同的是，該檢測器還有一軸承、一固定支架以及一封閉蓋、固定支架裝固于電動機或轉(zhuǎn)動機械的定子或不轉(zhuǎn)動部分并緊配合跨置在軸承外圈上，傳感元件以及控制電路板分別固定于固定支架上，調(diào)制盤的內(nèi)環(huán)裝置在電動機或轉(zhuǎn)動機械的轉(zhuǎn)軸上，軸承內(nèi)圈套置于調(diào)制盤的內(nèi)環(huán)上并為緊配合。封閉蓋裝設(shè)于固定支架上并將軸承、固定支架、傳感元件、控制電路板、調(diào)制盤封蓋。當電動機或轉(zhuǎn)動機械的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，由于調(diào)制盤內(nèi)環(huán)與軸承內(nèi)圈緊配合而固定支架與軸承外圈緊配合，則調(diào)制盤隨著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動而以相同的速度對傳感元件的信號進行調(diào)制。經(jīng)調(diào)制后的信號通過與傳感元件相連接的控制電路輸出一交變信號，信號的周期反應(yīng)了電動機或轉(zhuǎn)動機械的角速度，信號的高低電平反應(yīng)了其角位移量。
由于本實用新型采用了軸承和固定支架且軸承的內(nèi)圈與調(diào)制盤內(nèi)環(huán)、外圈與固定支架的配合方式，使得調(diào)制盤與傳感元件能定位準確、抗震，同時由于封閉蓋的采用，使得傳感元件具有防塵功能。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。


圖1為現(xiàn)有檢測器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型端面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2“A－A”向的局部剖視示意圖。
圖4為本實用新型傳感元件為光電式的傳感元件偏置方式電路圖。
圖5為本實用新型的輸出波形圖。
圖6為本實用新型的傳感元件與調(diào)制盤相對位置為徑向排列示意圖。
圖7－圖10為本實用新型采用不同形式的調(diào)制盤示意圖。
圖11為本實用新型采用二組傳感元件時，傳感元件與調(diào)制盤原理示意圖。
如圖2－3所示，本實用新型含有軸承1、固定支架2、調(diào)制盤3、傳感元件4、控制電路板5、封閉蓋6，其中固定支架2裝固于電動機或轉(zhuǎn)動機械的定子或不轉(zhuǎn)動部份并緊配合跨置在軸承1外圈11上，傳感元件4以及控制電路板5固定于固定支架2上，調(diào)制盤3的內(nèi)環(huán)31裝置在電動機或轉(zhuǎn)動機械的轉(zhuǎn)軸上，軸承1內(nèi)圈12套置于調(diào)制盤3的內(nèi)環(huán)31上并為緊配合，封閉蓋6裝置于固定支架2上并將軸承1、支架2、調(diào)制盤3、傳感元件4控制電路板5封蓋，當電動機或轉(zhuǎn)動機械的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，由于調(diào)制盤3內(nèi)環(huán)31與軸承1內(nèi)圈12緊配合，而固定支架2與軸承1外圈11緊配合，則調(diào)制盤3隨著轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動而以相同的速度對傳感元件4的信號進行調(diào)制，經(jīng)調(diào)制后的信號通過與傳感元件4相連接的控制電路板5輸出交變信號，該信號通過電纜線7輸出，信號的周期和高低電平分別反應(yīng)了電動機或轉(zhuǎn)動機械的角速度和角位移量，而封閉蓋6起到防塵的作用，使傳感元件4的靈敏度不致受影響。
當傳感元件4采用直射式光電傳感元件時，該傳感元件4由發(fā)光元件41和接收元件42組成，當調(diào)制盤3的齒32或槽33分別轉(zhuǎn)到傳感元件4處時，接收元件42便接收不到或接收到發(fā)光元件41的光，由控制電路板5輸出相應(yīng)的低電平或高電平，當調(diào)制盤3連續(xù)轉(zhuǎn)動時，控制電路板5輸出的是一連續(xù)的脈動方波(如圖5所示)。
當傳感元件4采用可變電容元件時，調(diào)制盤3可采用沿圓周不同的材質(zhì)或表面涂布不同導電性的材質(zhì)，當調(diào)制盤3連續(xù)轉(zhuǎn)動時，可變電容的電場將改變使控制電路板5輸出一連續(xù)的脈沖方波。
綜上所述傳感元件4可采用各種形式，如直射式光電傳感元件、反射式光電傳感元件、霍耳元件、變電容元件、可變電感元件等。當采用不同傳感元件時，如圖7所示，其調(diào)制盤則為相應(yīng)的不同形式，如采用沿圓周分布齒槽、通孔的盤、沿圓周采用不同材質(zhì)或表面涂覆不同材質(zhì)(如不同反光性、透光性、導電性、導磁性等)的盤，表面也可貼有或嵌有一塊或多塊磁鋼的調(diào)制盤等。
當檢測器用于角位移檢測時，經(jīng)常要求轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)至某一特定位置時，輸出電平正好產(chǎn)生某一跳變，這種情況下，先將檢測器鎖定在產(chǎn)生所需輸出電平跳變的位置，并在將轉(zhuǎn)軸安放在該特定位置時，將檢測器固定在電動機或轉(zhuǎn)動機械上，則能滿足所需角位移檢測要求。為實現(xiàn)檢測器的鎖定功能，如圖2－3所示，可先用封閉蓋6上的定位螺釘9擰入固定支架2上的定位孔(圖中未畫出)，實現(xiàn)封閉蓋6同固定支架2之間的定位；再利用定位螺釘8擰入調(diào)制盤3上能使傳感元件4和調(diào)制盤3處于輸出電平跳變的定位孔(圖中未畫出)，實現(xiàn)封閉蓋同調(diào)制盤3間的定位。此時設(shè)計定位螺釘8、9和定位孔的位置時，應(yīng)考慮能使傳感元件4和調(diào)制盤3正好處于輸出電平跳變的位置。
如圖6所示，傳感元件4同調(diào)制盤3的相對位置也可以為徑向排列。
當要求提高角位移分辨率時，只需增加傳感元件的數(shù)量。當采用幾個傳感元件時，便可從幾個信號組合的狀態(tài)中得到20個不同角位移。如圖8所示為采用兩個傳感元件，二者間距1／4感測盤齒距得到的信號，其角位移分辨率為1／4T，而采用1個傳感元件所得輸出的角位移分辨率為1／2T。
權(quán)利要求1.一種用于測量電動機或轉(zhuǎn)動機械的角速度、角位移檢測器，它由含有調(diào)制盤(3)、傳感元件(4)、控制電路板(5)，傳感元件(4)經(jīng)調(diào)制盤(3)調(diào)制后的信號由與傳感元件(4)相連接的控制電路板(5)處理后輸出交變信號，其特征在于該檢測器還包含有一軸承(1)、一固定支架(2)以及一封閉蓋(6)，固定支架(2)裝固于電動機或轉(zhuǎn)動機械的定子或不轉(zhuǎn)動部位并緊配合跨置在軸承(1)的外圈(11)上，傳感元件(4)以及控制電路板(5)固定于固定支架(2)上，調(diào)制盤(3)的內(nèi)環(huán)(31)裝置于電動機或轉(zhuǎn)動機械的轉(zhuǎn)軸上，軸承(1)內(nèi)圈(12)套置于調(diào)制盤(3)的內(nèi)環(huán)(31)上并為緊配合，封閉蓋(6)裝設(shè)于固定支架(2)上并將軸承(1)、支架(2)、調(diào)制盤(3)、傳感元件(4)控制電路板(5)封蓋。
2.如權(quán)利要求1所述的角速度、角位移檢測器，其特征在于所說的固定支架(2)調(diào)制盤(3)上分別有能使傳感元件(4)輸出一跳變信號的鎖定定位孔。
3.如權(quán)利要求1所述的角速度、角位移檢測器，其特征在于所說的傳感元件(4)與調(diào)制盤(3)的相對位置可為徑向排列。
專利摘要本實用新型是一種電動機或轉(zhuǎn)動機械角速度、角位移檢測器，它含有軸承、固定支架、調(diào)制盤、傳感元件、控制電路板以及封閉蓋，支架裝固于電動機或轉(zhuǎn)動機械的定子或不轉(zhuǎn)動部位并緊跨置在軸承的外圈上，傳感元件和控制電路固定于支架上，調(diào)制盤內(nèi)環(huán)裝置于電動機或轉(zhuǎn)動機械的轉(zhuǎn)軸上，軸承內(nèi)圈套置于調(diào)制盤的內(nèi)環(huán)上并為緊配合，調(diào)制盤對傳感元件的信號調(diào)制，再由控制電路輸出，該檢測器具有易準確定位、抗震、防塵的優(yōu)點。
文檔編號G01P3/42GK2194513SQ9423852
公開日1995年4月12日 申請日期1994年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月9日
發(fā)明者高超, 張學萬 申請人:上海中達-斯米克電器電子有限公司, 紡織工業(yè)部紡織機械研究所