一种无极转角传感器制造技术

一种无极转角传感器，由旋转环、圆环套、螺旋光纤、光源、丹倍效应器、保护壳、透明保护环、控制器组成；旋转环通过固定在需要测量的转轴上随转轴转动，旋转环外壁上设置有螺旋光纤，螺旋光纤起始端设置有块状光斑；圆环套设置在旋转环外部，且圆环套对称设置有两个安装卡槽，安装卡槽内分别设置有光源和丹倍效应器，光源发出的光照射在螺旋光纤上，螺旋光纤随旋转环旋转过程中，螺旋光纤通过丹倍效应器处的光点位置会不断改变，且每个角度螺旋光纤投影在丹倍效应器的光点均不一样，丹倍效应器与控制器电连接，控制器内预先录入不同光斑对于的角度，通过电位差可判断光电的位置，控制器分析丹倍效应器获得的信号，进而能够确定旋转环旋转的角度。

An electrodeless angle sensor

The utility model relates to a non-polar angle sensor, which is composed of a rotating ring, a ring sleeve, a spiral optical fiber, a light source, a danbei effector, a protective shell, a transparent protective ring and a controller; the rotating ring rotates with the rotating shaft through fixing on the rotating shaft to be measured, the outer wall of the rotating ring is provided with a spiral optical fiber, and the starting end of the spiral optical fiber is provided with a block spot; the ring sleeve is arranged outside the rotating ring, and the ring sleeve is provided with a block spot There are two mounting slots symmetrically. The mounting slots are respectively equipped with light source and danbei effector. The light emitted by the light source shines on the spiral fiber. During the rotation of the spiral fiber with the rotating ring, the light point position of the spiral fiber passing through the danbei effector will change continuously, and the light point of each angle spiral fiber projected on the danbei effector is different. The danbei effector and the control device are different In the controller, the angle of different facula is input in advance. The position of photoelectricity can be determined by potential difference. The controller can analyze the signal obtained by danbei effector and then determine the rotation angle of the rotating ring.

【技术实现步骤摘要】
一种无极转角传感器
本专利技术涉及一种无极转角传感器，通过该旋转角度传感器例如可以确定轴与其他构件之间的旋转角度，属于传感器设计领域。
技术介绍
为了测量旋转角度，传统齿轮式检测转角的方式，由于齿轮卡齿的有限，实质上测量不是无极的。例如已知旋转角度传感器，在所述旋转角度传感器中磁体在相应的磁场传感器上转动。然后磁场向量的测量使得能够推导出旋转角度。这类传感器也对外部的磁场作出反应，所述外部的磁场例如由相邻布置的电缆的通过电流引起并且可能对于干扰非常敏感。但是这里传感器，由于磁场的设计难以实现连续，加之磁场检测存在误差，所检测的转角不是实质上的无极，且不精确。另一类型的旋转角度传感器充分利用涡流效应。在此，例如金属靶在传感器线圈上方运动，所述传感器线圈被供给以交流电压并且在靶中感应出涡流。这导致传感器线圈的电感降低并且使得能够通过频率变化推导出旋转角度。线圈例如是振荡回路的组成部分，所述振荡回路的谐振频率在电感变化的情况下移位。然而这种类型的旋转角度传感器可能具有相对于安装公差的高横向敏感度(主要是靶的倾斜)。也可以通过外部的电磁场干扰所产生的频率(注入锁定)，因为通常以几十兆赫范围内的频率工作。除此之外，其产生大量的热量，且电感容易产生磁抗，且受转速影响，且轴在来回快速转动过程中，测量不准确。特别是，金属靶或者线圈的难以实现正真的无极。此外，由申请文件US7191759B2、US7276897B2、EP0909955B1、US6236199B1和EP0182085B1已知基于耦合线圈的旋转角度传感器。在这些申请文件中，在唯一的励磁线圈中构建交变电磁场，该交变电磁场耦合到多个接收线圈中并且在那里分别感应出电压。为了测量旋转角度，使用可旋转支承的、能导电的靶，该靶根据它的角度位置影响励磁线圈与接收线圈之间的感应耦合。又例如，申请号为201780014014.0的专利技术涉及一种旋转角度传感器，包括具有定子发射线圈和定子接收线圈的定子元件；关于所述定子元件围绕旋转轴线能旋转地受支承的转子元件，该转子元件具有相互电连接的转子接收线圈和转子发射线圈；其中，所述转子接收线圈与所述定子发射线圈感应地耦合，使得通过所述定子发射线圈产生的电磁场在所述转子接收线圈中感应出电流，该电流流经所述转子发射线圈，使得所述转子发射线圈)产生另外的电磁场；其中，所述定子接收线圈与所述转子发射线圈感应地耦合，使得该感应耦合与所述定子元件和所述转子元件之间的旋转角度有关，并且由所述转子发射线圈产生的所述另外的电磁场在所述定子接收线圈中感应出与角度有关的交流电压；其中，所述定子发射线圈具有圆形的外部部分绕组和圆形的内部部分绕组，该内部部分绕组布置在所述外部部分绕组内部并且该内部部分绕组与所述外部部分绕组)这样电连接，使得所述内部部分绕组相对于所述外部部分绕组关于电流流动方向而言反向地定向；其中，所述转子接收线圈具有圆形的外部部分绕组和圆形的内部部分绕组，该内部部分绕组布置在所述外部部分绕组内部并且该内部部分绕组与所述外部部分绕组这样电连接，使得所述内部部分绕组相对于所述外部部分绕组关于电流流动方向而言反向地定向；其中，所述定子发射线圈的所述外部部分绕组和所述转子接收线圈的所述外部部分绕组相互对准；其中，所述定子发射线圈的所述内部部分绕组和所述转子接收线圈的所述内部部分绕组相互对准。能够很好的测量转角，但是也存在问题：一是定子、转子都设置线圈进行通电麻烦，另一个是产生感应电流和检测过程基于现有技术和材料（线圈）不能没个点一致，仍然存在误差。申请号为201080060585.6的专利技术涉及一种旋转角传感器，该旋转角传感器具有至少一个设有电容器板的电容器和一个构造为盘片的电介质，其中所述盘片布置在所述电容器板之间并且按旋转角填充所述电容器板之间的不同大小的面积份额，其中所述旋转角传感器构造用于根据所述至少一个电容器的电容的所测量的数值来确定所述旋转角。其原理是改变通过轴的转动改变电容大小实现测量，但是由于电容介质空气的不稳定性，和电容测量的技术，其误差仍然很大。
技术实现思路
本专利技术的目的是，针对
技术介绍
中提出的需求和不足，采用不同于上述的设计思路，设计一种无极转角传感器，其属于传感器领域。本专利技术采用的技术方案是：一种无极转角传感器，由旋转环、圆环套、螺旋光纤、光源、丹倍效应器、保护壳、透明保护环、控制器组成；光源、丹倍效应器通过导线连接控制器，并由控制器控制；旋转环通过固定在需要测量的转轴上随转轴转动，旋转环外壁上设置有安装螺旋光纤的螺旋槽，螺旋槽内设置螺旋光纤，螺旋光纤起始端设置有块状光斑；圆环套设置在旋转环外部，且圆环套对称设置有两个安装卡槽，安装卡槽内分别设置有光源和丹倍效应器，光源发出的光照射在螺旋光纤上，螺旋光纤随旋转环旋转过程中，螺旋光纤通过丹倍效应器处的光点位置会不断改变，且每个角度螺旋光纤投影在丹倍效应器的光点均不一样，丹倍效应器与控制器电连接，控制器内预先录入不同光斑对于的角度，由于光斑和角度是连续的，其测量和判断也是连续的；丹倍效应器由于光生非平衡载流子扩散速度的差异，直接引起了光照方向的电场和电位差，通过电位差可判断光电的位置，控制器分析丹倍效应器获得的信号，进而能够确定旋转环旋转的角度，由于超过度的旋转后，光的轨迹会重复上一次的，为了更好的帮助控制器判定旋转的周数，螺旋槽内设置螺旋光纤，螺旋光纤起始端设置有块状光斑，该光斑每两次经过丹倍效应器上同一个位置，期间旋转环旋转了一周，此时控制器计数一周和度，超过整周的部分控制器可以根据螺旋光纤投影在丹倍效应器确定转角度数。进一步的，为了保护螺旋光纤，旋转环外部固定有透明保护环，其采用透明的目的是保证光能够通过。进一步的，为了保护丹倍效应器和光源，丹倍效应器和光源外部均设置透明密封材料。进一步的，为了防止外部光线污染，并保护相关元件，设置保护壳，同时保护壳将圆环套固定为一体，保护壳上设置有导线接口，导线接口内设置导电分别连接到丹倍效应器、光源，实现丹倍效应器、光源的电源供给和信号传输。进一步的，所述的控制器集成在保护壳外部，或者单独设置，控制器通过导线接口与保护壳内部的丹倍效应器、光源连接，实现电源供给和信号传输。专利技术中丹倍效应器、光源、控制器的电源供给采用外接，同时丹倍效应器、光源的电源供给也可以通过控制器上的接口供给。所述的控制器优先采用单片机。为了更好的显示转角的读数，控制器外接显示屏，通过显示屏显示度数。本专利技术的工作原理是包括如下部分。由于螺旋光纤在旋转过程中，其在一周内，无论旋转多少角度，螺旋光纤在丹倍效应器处的投影均是不可能相同的，由于光的投影效果极好，利用丹倍效应器实时检测螺旋光纤的光点投影就能准确测出转角。由于螺旋光纤的光斑是连续的，其实质是一种无极检测。由于光的检测直观可靠，其克服了采用磁、电感、电压、电容等测量时测量仪器和相关部件设置的误差。丹倍效应器的具体是运用了丹倍效应，具体原理可以进行如下解释：用光照射厚度为d的半导体样品表面。假设吸收系数很大，光的穿透深度远小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无极转角传感器，其特征在于：由旋转环（2）、圆环套（5）、螺旋光纤（1）、光源（6）、丹倍效应器（7）、保护壳(8)、透明保护环（3）、控制器（10）组成；光源（6）、丹倍效应器（7）通过导线连接控制器（10），并由控制器（10）控制；旋转环（2）通过固定在需要测量的转轴(11)上随转轴(11)转动，旋转环（2）外壁上设置有安装螺旋光纤（1）的螺旋槽，螺旋槽内设置螺旋光纤（1），螺旋光纤（1）起始端设置有块状光斑（12）；圆环套（5）设置在旋转环（2）外部，且圆环套（5）对称设置有两个安装卡槽，安装卡槽内分别设置有光源（6）和丹倍效应器（7），光源（6）发出的光照射在螺旋光纤（1）上，螺旋光纤（1）随旋转环（2）旋转过程中，螺旋光纤（1）通过丹倍效应器（7）处的光点位置会不断改变，且每个角度螺旋光纤（1）投影在丹倍效应器（7）的光点均不一样，丹倍效应器（7）与控制器（10）电连接，控制器（10）内预先录入不同光斑对于的角度，由于光斑和角度是连续的，其测量和判断也是连续的；丹倍效应器（7）由于光生非平衡载流子扩散速度的差异，直接引起了光照方向的电场和电位差，通过电位差可判断光电的位置，控制器（10）分析丹倍效应器（7）获得的信号，进而能够确定旋转环（2）旋转的角度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无极转角传感器，其特征在于：由旋转环（2）、圆环套（5）、螺旋光纤（1）、光源（6）、丹倍效应器（7）、保护壳(8)、透明保护环（3）、控制器（10）组成；光源（6）、丹倍效应器（7）通过导线连接控制器（10），并由控制器（10）控制；旋转环（2）通过固定在需要测量的转轴(11)上随转轴(11)转动，旋转环（2）外壁上设置有安装螺旋光纤（1）的螺旋槽，螺旋槽内设置螺旋光纤（1），螺旋光纤（1）起始端设置有块状光斑（12）；圆环套（5）设置在旋转环（2）外部，且圆环套（5）对称设置有两个安装卡槽，安装卡槽内分别设置有光源（6）和丹倍效应器（7），光源（6）发出的光照射在螺旋光纤（1）上，螺旋光纤（1）随旋转环（2）旋转过程中，螺旋光纤（1）通过丹倍效应器（7）处的光点位置会不断改变，且每个角度螺旋光纤（1）投影在丹倍效应器（7）的光点均不一样，丹倍效应器（7）与控制器（10）电连接，控制器（10）内预先录入不同光斑对于的角度，由于光斑和角度是连续的，其测量和判断也是连续的；丹倍效应器（7）由于光生非平衡载流子扩散速度的差异，直接引起了光照方向的电场和电位差，通过电位差可判断光电的位置，控制器（10）分析丹倍效应器（7）获得的信号，进而能够确定旋转环（2）旋转的角度。


2.根据权利要求1所述的一种无极转角传感器，其特征在于：由于超过度的旋转后，光的轨迹会重复上一次的，当转角超过360度时，为了更好的帮助控制器（10）判定旋转的周数，螺旋光纤（1）起始端设置有块状光斑（12），该光斑每两次经过丹倍效应器（7）上同一个位置，期间旋转环（2）旋转了一周，此时控制器（10）计数一周和度，超过整周的部分控制器（10）可以...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：昆明研顶技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53