距离测量传感器制造技术

一种距离测量传感器，特别是测量大型构件提升时某一点位移量的传感器，由机械旋转部份、弹簧复位部份、电子部份组成。当被测点的位置远离传感器运动时，钢丝绳被拉出，机械旋转部份便带动编码器运动，电子部份读取编码器的值，从而计算出被测点的具体位置。当被测点的位置接近传感器时，弹簧复位部份带动机械旋转部份将钢丝绳拉入传感器，并且带动编码器运动。电子部份包括编码器和嵌入式计算机系统模块。编码器将旋转机构的转动变化转化成编码值，传给嵌入式计算机系统。嵌入式计算机系统读取编码器的值，并将其转换成位置信号，通过显示输出接口将数据传给显示面板显示，通过通信接口将数据传送给其他的传感器节点以及主控计算机。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种距离测量传感器，特别是测量大型构件提升时某一点位移量的传感器。
技术介绍
近年来建筑、桥梁、港口、石化等多种行业需要将大面积、大重量的结构件提升或下放时，对同步的要求日益提高的背景下发展起来的。距离测量传感器对大型结构件提升或下放时的整体同步性影响很大。目前大型构件提升的整体高度的测量，一般是用激光测距仪或行程传感器。激光测距仪虽然绝对测量精度高，通信网络联接方便，但是也有很多缺点，其中最大的几个缺点是1、大型构件在提升或下放时会有摆动，而激光测距仪对激光束的靶点要求很高，所以经常会出现脱靶的现象，从而影响了测量质量；2、激光测距仪的测量速度受环境的影响很大，如果外界光线太强、空气污浊或测量距离过远就会使测量速度受到很大的影响，实时性差；3、其测量的介质只能是空气，如果是将大型构件下放入液体中或从液体中提升，则激光测距仪就不能发挥作用了。一般的行程传感器的通信性能差，控制的实时性也不好。这些缺点影响了大型构件提升的同步性和安全性。
技术实现思路
本技术的目的是在保证测量精度的同时，设计一种实时性好、测量距离相对较远以及可以方便的连成一个网络的距离测量传感器。为了达到上述目的，本技术采用了嵌入式计算机系统，系统的核心是ARM7系列单片机，其运算能力是普通51系列单片机的6倍以上，而且片内集成了现场总线控制器。因此，嵌入式计算机系统可以快速的将位置信息实时的传送给其他电子节点或主控计算机，从而提高了信息通信速度，并可以方便的连接成网络。编码器采用的是多圈绝对式旋转编码器，单圈分辨率是8192，可以测量4096圈；本技术的测量点位移一米，编码器旋转一圈，其理论精度是0.8mm。本技术的最大测量圈数可达35圈，即测量距离为35米。由于采用了高精度的编码器和高性能的计算机系统，本技术在保证测量精度的同时，提高了测量的速度。本技术可以进行传感器集群工作，每个传感器在现场总线通信时，有特定的编号。通过设定按钮，可以将任何一个传感器设定为主传感器，主传感器不仅会测量出其本身测量点的位移，而且会实时的计算出与其他传感器间的位移差，并将这些信息通过现场总线传送给主控计算机。本技术的优点 1、测量点定位准确，测量点与被测点是通过物理固定，不会出现相对移动；2、测量精度高，利用高精度的编码器，保证了测量精度；3、测量速度快，利用高性能计算机系统可以快速、准确的计算出测量值；4、信息通信能力好，采用了现场总线技术，提高了数据交互能力；5、可以多传感器共同工作，并可以任意设定主传感器。附图说明图1为本技术的传感器总体结构图。图2为本技术的传感器前视图。图3为本技术的计算机控制系统接口图。图4为本技术的嵌入式计算机模块结构图。附图中标号说明1-电子部分前盖板； 2-计算机控制系统；3-编码器； 4-电子部分外壳；5-电子部分后盖板； 6-前盖板；7-外壳； 8-回旋构件；9-引导柱； 10-后旋转盘；11-前旋转盘； 12-前轴承套；13-小轴承套； 14-后轴承套；15-后盖板；16-联轴器；17-盘簧； 18-联轴； 19-弹簧部分外壳；20-底盖；21-钢丝绳； 22-后部安装架；23-前部安装架； 24-拉条块；25-引导丝杆；26-显示面板；27-按扭；28-电源接口；29-通信接口；201-嵌入式计算机模块；202-通信接口； 203-显示输出接口；204-按键输入接口； 205-电源输入接口；206-编码器输入接口； 2011-ARM7单片机；2012-按钮输入模块； 2013-电源模块；2014-显示驱动模块； 2015-现场总线通信模块；2016-编码器输入模块。具体实施方式本技术主要由机械旋转部份、弹簧复位部份和电子部份组成；机械旋转部份、弹簧复位部份和电子部份通过螺栓连接固定。其中机械旋转部份，由回旋构件8、引导柱9、后旋转盘10、前旋转盘11、前轴承套12、小轴承套13以及引导丝杆25组合而成，并通过螺栓固定；机械旋转部分通过联轴18、联轴器16与编码器3连接；编码器外壳固定在电子部件后盖板5上，电子部件后盖板5与电子部分外壳4焊接成一体，电子部件前盖板6与电子部分外壳4用螺栓连接而成；弹簧复位部份，由盘簧17和外壳19构成。盘簧17的一端与机械旋转部分的后旋转盘10连接固定，一端通过螺栓与传感器的底盖20连接，外壳19与机械部份外壳7连接固定。弹簧复位机构的主要作用是给钢丝绳一定的预紧力，钢丝绳在提升过程中一直处于绷直的状态，从而保证被拉出钢丝绳的长度就是测量的直线长度。电子部份主要由计算机控制系统2组成，计算机控制系统2由嵌入式计算机模块201、通讯接口202、显示输出接口203、按键输入接口204、电源输入接口205以及编码器输入接口206组成；其中嵌入式计算机模块201与通讯接口202相连接，通讯接口202再与通信接口29相连接，通过通信接口29与其他传感器相连；嵌入式计算机模块201与显示输出接口203相连接，显示输出接口203再与显示面板26相连接，实现显示输出；嵌入式计算机模块201与按键输入接口204相连接，按键输入接口204再与按钮27相连接，实现按键输入；嵌入式计算机模块201与电源输入接口205相连接，电源输入接口205再与电源接口28相连接，实现电源输入；嵌入式计算机模块201与编码器输入接口206相连接，编码输入接口206再与编码器相连接，将编码器的数值编码信号传给嵌入式计算机模块201。所述的嵌入式计算机模块201，由ARM7单片机2011、按钮输入模块2012、电源模块2013、显示驱动模块2014、现场总线通信模块2015和编码器输入模块2016组成；其中，ARM7单片机2011与按钮输入模块2012、电源模块2013、显示驱动模块2014、现场总线通信模块2015和编码器输入模块2016相连接；按钮输入模块2012再与按键输入接口204相连接，读取按钮27的动作状态，并将其转化成ARM7单片机2011格式的信号，传给ARM7单片机2011，实现按键输入；电源模块2013再与电源输入接口205相连接，为ARM7单片机2011提供稳定的电源输入；显示驱动模块2014再与显示输出接口203相连接，接收ARM7单片机2011中要显示的数据，并控制显示面板26将这些数据显示出来，实现显示信号输出；现场总线通信模块2015再与通讯接口202相连接，将现场总线格式的协议信号转化成ARM7单片机2011格式的信号，传给ARM7单片机2011，并将ARM7单片机2011要发送的数据，转化成现场总线的协议信号，发送给其他传感器，实现与其他传感器的通信；编码器输入模块2016再与编码器输入接口206相连接实现编码器的数值编码信号输入。本技术在工作时，在构件被提升前，距离测量传感器的前后安装架23、22与提升吊架相连，移动测量点，即拉条块24与被提升构件相连。这时，大部分钢丝绳21被拉出，盘簧17处于预紧状态。构件在被提升的过程中，距离测量器与拉条块24间的距离不断的缩小。由于盘簧17预紧力的作用，在距离缩小时，钢丝绳21被自动拉回传感器内。本传感器通过后部安装架22和前部安装架23与提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种距离测量传感器，包含，编码器、嵌入式计算机控制系统、回转机构、钢丝绳、盘簧，其特征在于：所述的距离测量传感器，主要由机械旋转部份、弹簧复位部份、电子部份组成；此外，钢丝绳（２１）与拉条块（２４）相连，拉条块（２４）与提升构件测点相连，前部安装架（２３）、后部安装架（２２）与提升吊架相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：卞永明，秦利升，周贤周，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]