一种旋转位移传感器结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种旋转位移传感器结构，旨在解决现有的旋转角度测量采用圆形光栅编码器，由于压电陶瓷旋转电机的旋转台尺寸很小，光栅编码器结构复杂无法灵活装配，同时无法在超高真空环境下工作的问题，包括上端中部开口的固定底座、设置于固定底座开口位置内的压电陶瓷旋转电机，所述压电陶瓷旋转电机输出端延伸至固定底座的外腔并通过固定螺栓安装有转动台面；所述固定底座的顶端开设有环形凹槽，且环形凹槽内设有旋转位移传感器，旋转位移传感器包括固定于转动台面底端的电刷部、设置于环形凹槽内并与所述电刷部相配合的电阻部。本实用新型专利技术尤其适用于旋转角度偏移量的精确测量，具有较高的社会使用价值和应用前景。具有较高的社会使用价值和应用前景。具有较高的社会使用价值和应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种旋转位移传感器结构


[0001]本技术涉及传感器
，具体涉及一种旋转位移传感器结构。

技术介绍

[0002]目前压电陶瓷电机的精度达到了纳米级，具有具有尺寸小、输出作用力大、直接驱动、无回差等优势，具有直线型和旋转型两种版本。压电陶瓷旋转电机可广泛用于对于高速动态性能和定位精度要求极高的场合，其角度旋转每一步的角位移大概为几万分之一弧度，极其微小的角度偏转，依靠常规手段很难测量。
[0003]现有的旋转角度测量一般采用圆形光栅编码器，圆形光栅编码器主要由读数头和光栅码盘组成，当旋转台旋转时，读头和光栅码盘将发生相对运动，由读头将光信号装换成电信号输出给采集系统来计算出角度偏移量，由于压电陶瓷旋转电机的旋转台尺寸很小，光栅编码器结构复杂无法灵活装配，同时光栅编码器无法在超高真空环境下工作，且价格昂贵，采购成本也会增高。为此，我们提出了一种旋转位移传感器结构。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于解决或至少缓解现有技术中所存在的问题。
[0005]本技术提供一种旋转位移传感器结构，包括上端中部开口的固定底座、设置于固定底座开口位置内的压电陶瓷旋转电机，所述压电陶瓷旋转电机输出端延伸至固定底座的外腔并通过固定螺栓安装有转动台面；
[0006]所述固定底座的顶端开设有环形凹槽，且环形凹槽内设有用于检测转动台面角度偏移量的旋转位移传感器，旋转位移传感器包括固定于转动台面底端的电刷部、设置于环形凹槽内并与所述电刷部相配合以通过分压变化确定转动台面角度偏移量的电阻部。
[0007]可选地，所述电阻部包括固定于环形凹槽底部上的氧化铝基底，以及嵌套式铺设于氧化铝基底上的线性碳膜电阻和零阻值碳膜电阻，且线性碳膜电阻和零阻值碳膜电阻呈不封闭的环形结构，线性碳膜电阻的两端分别连接有第一焊盘和第三焊盘，零阻值碳膜电阻的一端连接有第二焊盘；
[0008]所述第一焊盘与第三焊盘通过第一连接导线分别接恒压源的两端，第一焊盘与第二焊盘通过第二连接导线分别接电压表的两端。
[0009]可选地，所述电刷部包括固定于转动台面底端且具有第一支腿和第二支腿的电刷体，且第二支腿与线性碳膜电阻相接触，第一支腿与零阻值碳膜电阻相接触。
[0010]可选地，所述电刷体与转动台面之间设有绝缘垫片。
[0011]可选地，所述固定底座上开始有用于引出第一连接导线和第二连接导线的导线引出孔。
[0012]可选地，所述第一连接导线和第二连接导线的外端套设有用于防止外界信号干扰的金属屏蔽网。
[0013]可选地，所述电刷体为柔性铍铜材质。
[0014]本技术主要具备以下有益效果：
[0015]1、本技术的固定底座、压电陶瓷旋转电机和转动台面整体由钛、无氧铜等无磁材料制作，可以在4k
‑
373k的高温和低温区间环境下工作，配合旋转位移传感器的设置，旋转定位精度高，良好适配于压电旋转台尺寸，角度偏移量测量可达毫弧度级别，且体积小，造价低，更适合超高真空和极低温环境。
[0016]2、本技术实际工作时，电刷体固定在转动台面底端并随转动台面转动，电刷体的第二支腿和第一支腿分别落在线性碳膜电阻和零阻值碳膜电阻上，当转动台面带动电刷体转动时，第一焊盘、第二焊盘和第三焊盘之间的电阻值变会发生变化，进而使得第一焊盘与第二焊盘之间的分压也会发生变化，从而通过电压表精确测量第一焊盘与第二焊盘之间的分压来确定转动台面的角度偏移量。
附图说明
[0017]下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种旋转位移传感器结构的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0018]图1为本技术立体安装结构示意图；
[0019]图2为本技术立体安装结构爆炸图；
[0020]图3为本技术的结构俯视图；
[0021]图4为本技术的立体结构示意图；
[0022]图5为本技术的分压测试原理图。
[0023]图中：固定底座10、环形凹槽101、压电陶瓷旋转电机20、转动台面30、固定螺栓40、旋转位移传感器50、氧化铝基底501、线性碳膜电阻502、零阻值碳膜电阻503、电刷体504、第一支腿505、第二支腿506、第一焊盘507、第二焊盘508、第三焊盘509、导线引出孔510。
具体实施方式
[0024]下面结合附图1
‑
4和实施例对本技术进一步说明：
[0025]实施例1
[0026]本技术提供一种旋转位移传感器结构，参照附图1
‑
4，包括上端中部开口的固定底座10、设置于固定底座10开口位置内的压电陶瓷旋转电机20，所述压电陶瓷旋转电机20输出端延伸至固定底座10的外腔并通过固定螺栓40安装有转动台面30；
[0027]本实施例中，如图2
‑
4所示，所述固定底座10的顶端开设有环形凹槽101，且环形凹槽101内设有用于检测转动台面30角度偏移量的旋转位移传感器50，旋转位移传感器50包括固定于转动台面30底端的电刷部、设置于环形凹槽101内并与所述电刷部相配合以通过分压变化确定转动台面30角度偏移量的电阻部；
[0028]本实施例中，固定底座10、压电陶瓷旋转电机20和转动台面30整体由钛、无氧铜等无磁材料制作，可以在4k
‑
373k的高温和低温区间环境下工作，配合旋转位移传感器50的设置，旋转定位精度高，良好适配于压电旋转台尺寸，角度偏移量测量可达毫弧度级别，且体积小，造价低，更适合超高真空和极低温环境。
[0029]本实施例中，如图3
‑
4所示，所述电阻部包括固定于环形凹槽101底部上的氧化铝基底501，以及嵌套式铺设于氧化铝基底501上的线性碳膜电阻502和零阻值碳膜电阻503，
且线性碳膜电阻502和零阻值碳膜电阻503呈不封闭的环形结构，线性碳膜电阻502的两端分别连接有第一焊盘507和第三焊盘509，零阻值碳膜电阻503的一端连接有第二焊盘508；
[0030]所述第一焊盘507与第三焊盘509通过第一连接导线分别接恒压源的两端，本实施例中，恒压源选择为5V，第一焊盘507与第二焊盘508通过第二连接导线分别接电压表的两端；
[0031]所述电刷部包括固定于转动台面30底端且具有第一支腿505和第二支腿506的电刷体504，电刷体504为柔性铍铜材质，且电刷体504与转动台面30之间设有绝缘垫片，第二支腿506与线性碳膜电阻502相接触，第一支腿505与零阻值碳膜电阻503相接触；
[0032]本实施例中，线性碳膜电阻502的电阻值随长度的增加而线性增加，零阻值碳膜电阻503的整个电阻与长度无关，近似为0；实际工作时，柔性铍铜材质的电刷体504固定在转动台面30底端并随转动台面30转动，电刷的第二支腿506和第一支腿505分别落在线性碳膜电阻502和零阻值碳膜电阻503本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转位移传感器结构，包括上端中部开口的固定底座(10)、设置于固定底座(10)开口位置内的压电陶瓷旋转电机(20)，其特征在于，所述压电陶瓷旋转电机(20)输出端延伸至固定底座(10)的外腔并通过固定螺栓(40)安装有转动台面(30)；所述固定底座(10)的顶端开设有环形凹槽(101)，且环形凹槽(101)内设有用于检测转动台面(30)角度偏移量的旋转位移传感器(50)，旋转位移传感器(50)包括固定于转动台面(30)底端的电刷部、设置于环形凹槽(101)内并与所述电刷部相配合以通过分压变化确定转动台面(30)角度偏移量的电阻部。2.如权利要求1所述的一种旋转位移传感器结构，其特征在于：所述电阻部包括固定于环形凹槽(101)底部上的氧化铝基底(501)，以及嵌套式铺设于氧化铝基底(501)上的线性碳膜电阻(502)和零阻值碳膜电阻(503)，且线性碳膜电阻(502)和零阻值碳膜电阻(503)呈不封闭的环形结构，线性碳膜电阻(502)的两端分别连接有第一焊盘(507)和第三焊盘(509)，零阻值碳膜电阻(503)的一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈敏敏，张宇，马诚杰，王城程，
申请(专利权)人：仪晟科学仪器嘉兴有限公司，
类型：新型
国别省市：