位移传感器制造技术

本发明专利技术目的是提供一种位移传感器，即使磁芯的位移量和电感量的变化量很小，这种传感器仍能保持高的检测分辨率。在本发明专利技术的位移传感器中，位移体可根据外力作位移，ＬＣ谐振电路包括磁场线圈和磁芯，磁芯用可磁化的材料制成，根据位移体的位移，磁芯可移近和移离磁场线圈。振荡器将具有预定频率的连续信号输入至ＬＣ谐振电路。检测电路根据来自ＬＣ谐振电路的连续信号的幅度检测位移体的位移量。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及位移传感器。参看图8和9来说明通常的位移传感器。注意，通常的传感器是一种根据位移体的位移量检测压力的传感器。传感器50例如可用作电动洗涤机、洗碗机等的水位传感器。如图8所示，压力传感器50具有膜片地6(位移体)，它的边缘被基座52和下盖54夹紧；磁场线圈58，它位于基座52内；磁芯60，它由诸如铁氧体等可磁化材料制成；弹簧61，它总是把膜片56移向起始位置；入口64，它做在下盖54中；以及LC振荡电路64(见图9)。入口64与软管(未示出)相连，用以将诸如气体、水等流体部分(未示出)引入传感器50。磁芯60固定在受压力接受板66上，该板固定在膜片56的不受压侧表面(上侧表面)上。采用这种结构，根据膜片56的位移，磁芯60可移近或移离磁场线圈58。磁芯60和磁场线圈58构成所谓LC振荡电路62(见图9)的可变成圈68。电容器70亦参与构成LC振荡电路62，但它的电容量是固定的。在上述通常的传感器50，例如，当气体压力改变时，膜片56根据气体压力的改变而发生位移，从而磁芯60移近或移离磁场线圈58。由于磁芯60的移动，根据膜片56的移动量改变了可变线圈的电感量。于是，LC振荡电路62的输出信号的频率F(被检测信号)亦改变，频率F根据下述公式(1)计算。由检测电路(未示出)测量和计算输出信号的频率F，从而得出膜片56的位移和气体压力的大小。公式(1) 注L可变线圈的电感量；以及C电容器的电容量。然而，通常的位移传感器具有下述缺点。在位移传感器中，把膜片和磁芯的位移转换为气体压力的变化。可以根据检测得的LC振荡电路的信号频率的变化检测出磁芯的位移和气体压力的变化，该LC振荡电路包括磁场线圈，它的电感量根据磁芯的位移而改变。但是如公式(1)所示，LC振荡电路的被检测的信号的振荡频率与电感量的平方根成反比。因此，对应于磁芯位移量的频率变化量很小，因而传感器的分辨率必定很低。其次，当气体压力很高而膜片的位移量很大时，偏移膜片的弹簧的弹性力很大，从而相应于气体压力变化的膜片的位移率必然会受到限制。采用这种结构，电感量和频率的变化率必然较低，因而传感器的分辨率必然较低。本专利技术的一个目的是提供一种位移传感器，即使磁芯的位移量与电感量的变化量很小，这种传感器仍能保持较高的检测分辨率。为达到这一目的，本专利技术的位移传感器包括位移体，它可根据外力发生位移；LC谐振电路，它包括磁场线圈和磁芯，磁芯用可磁化的材料制成，并且它可根据位移体的位移而移近和移离磁场线圈；振荡器，用于将具有预定频率的连续信号输入至LC谐振电路；以及检测电路，用于根据来自LC谐振电路的连续信号的幅度检测位移体的位移量。本专利技术的位移传感器还可包括整流电路，用于对来自LC谐振电路的连续信号进行整流和滤波，其中，检测电路根据来自整流电路的直流电压检测位移体的位移量。在位移传感器中，随着磁芯的移动，可以将LC谐振电路的谐振频率设计得在等于或大于预定频率的范围内改变。在位移传感器中，外力可以是流体压力，其中，检测电路根据位移体的位移量检测流体压力。在位移传感器中，位移体可以是膜片，它能根据流体压力的变化而发生位移，其中，检测电路根据膜片的位移量检测流体压力。在位移传感器中，外力可以是目标部件的重量，其中，检测电路根据位移体的位移量检测重量。此外，本专利技术的位移传感器可包括LC谐振电路，它包括磁场线圈和磁芯，磁芯用可磁化的材料制成，并且它可根据外力而移近和移离磁场线圈；振荡器，用于将具有预定频率的连续信号输入至LC谐振电路；以及检测电路，用于根据来自LC谐振电路的连续信号的幅度检测所述磁芯的位移量。在本专利技术中，相对于电感量变化量的连续信号的变化量(即该信号幅度的变化量)可以比通常的位移传感器中的信号变化量大，从而位移体的位移量不使传感器的分辨率变低。藉助于整流电路对连续信号整流和滤波以及检测电路根据来自所述整流电路的直流电压而检测位移体的位移量，检测电路的结构能够做得比通常的传感器的检测电路的结构简单，通常的传感器测量交流信号的频率或幅度。在传感器中，例如在具有以膜片作为位移体的压力传感器中，即使采用弹簧总是把膜片移向其起始位置(这在压力高时会限制膜片的位移率)，只要设计LC谐振电路的谐振频率随磁芯的移动而在等于或大于预定频率的范围内改变，就能做到位移体的位移量越大，谐振电路的输出电压的增长率越大。因此，可以改善传感器检测的线性度。在用压力、重量或加速度作为外力使位移体发生位移的情形中，可在不使分辨率降低的条件下把压力、重量或加速度作为外力的大小来检测。通过采用包括磁场线圈和能根据外力移近和移离磁场线圈的磁芯的LC谐振电路；用于向LC谐振电路输入具有预定频率的连续信号的振荡器；以及根据连续信号的幅度检测磁芯位移量的检测电路，就能实现用于检测磁芯位移量的传感器，其中，由外力直接使磁芯发生位移。通过例子并结合附图来描述本专利技术的实施例，在这些附图中附图说明图1是本专利技术的位移传感器实施例1的方框图；图2是示出图1所示的振荡器频率与整流电路输出电压之间关系的曲线图；图3是示出磁芯位移量与气体压力之间关系的曲线图；图4是示出图1所示的传感器的气体压力、电感量、谐振频率和电压V0之间关系的表格；图5是实施例2的谐振电路的电路图；图6是示出振荡器频率与图5所示的整流电路的输出电压之间关系的曲线图；图7是示出图5所示的传感器的气体压力、电感量、谐振频率和电压V0之间关系的表格；图8是示出通常的压力传感器内部结构的正面剖面图；图9是通常的压力传感器的LC振荡器的电路图；图10是采用本专利技术的位移传感器的震动传感器的检测单元的剖面图；图11是采用本专利技术的位移传感器的油箱重量传感器的检测单元的剖面图；图12是说明示于图11的油箱重量传感器的检测单元动作的剖面图；以及图13是采用本专利技术的位移传感器的加速度传感器的检测单元的剖面图。现在将结合附图详细描述本专利技术的较佳实施例。(实施例1)在实施例1中，用于检测流体压力的压力传感器将作为本专利技术的位移传感器的一个例子而加以说明。注意，压力传感器不仅能检测气体压力，也能检测液体压力。本专利技术实施例的压力传感器的机械结构与通常的压力传感器50的机械结构相同(通常的压力传感器的机械结构已在技术背景部分说明过了)，因此，本专利技术的压力传感器具有膜片56，它按照气体压力的变化而位移；磁场线圈58；以及磁芯60，它由可磁化材料制成，并且可根据膜片56的位移而移近和移离磁场线圈58。参看图1来说明检测气体压力变化的检测单元的电路，该气体压力根据可变线圈68电感量的变化而对膜片56产生作用，可变线圈68由磁场线圈58和磁芯60构成。LC谐振电路10包括可变线圈68和电容器12。作为例子，LC谐振电路10是一串联谐振电路，而电容器12接地。把振荡器14接至LC谐振电路10的可变线圈68，从而向该谐振电路输入具有预定频率的连续信号。连续信号可以是正弦波、脉冲等等。例如，可以从一微型计算机的时钟单元输出脉冲，该微型计算机可包括在检测电路22中，还可利用程序从微型计算机的公共输出端口输出脉冲。振荡器14可一直输出连续信号，或者仅当检测到气体压力时才输出连续信号，从而减少耗电。整流电路16包括二极管18和平滑波形的电容器20。二极管18的阳极端连接至LC谐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位移传感器，其特征在于包括：位移体，它可根据外力作位移；ＬＣ谐振电路，它包括磁场线圈和磁芯，磁芯用可磁化的材料制成，并可根据所述位移体的位移移近或移离所述磁场线圈；以及振荡器，用于将具有预定频率的连续信号输入至所述ＬＣ谐振电 路。其中，经改进的位移传感器包括：检测电路，用于根据来自ＬＣ谐振电路的连续信号的幅度检测所述位移体的位移量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：静谷庆裕，
申请(专利权)人：卓科株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]