一种满角度无限旋转单电位器制造技术

本实用新型专利技术涉及360

【技术实现步骤摘要】
一种满角度无限旋转单电位器


[0001]本技术涉及360
°
角度传感器领域，提供了一种满角度无限旋转单电位器。

技术介绍

[0002]角度电位器通常是具有三个引出端、其通过在不同角度阻值按照线性变化原理设计。电位器通常由碳膜电阻圈和可移动的电极刷组成。当电极刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压，且现有的角度电位器无法做到360
°
连续测量。
[0003]现有技术一种多圈精密电位器CN 204360863 U，文献方法和装置结构复杂，需要三维空间，即需要三维坐标才能定量计算，文中只有定性的介绍，没有定量算法，特别是在使用中，电位器转轴随着转动会上下移动，对被测物体连接要求较高，空间增加，也增加体积，应用范围受限。
[0004]现有技术一种风力发电机叶轮方位角的测量装置及其测量方法CN112855468 A，文中的装置和方法测量角度还需要一个位移传感器，文中给出的算法需要sin计算，单片机难以实现。
[0005]现有技术宽幅电位器CN 103489554 A，文献方法和装置结构复杂，需要三维空间，即需要三维坐标才能定量计算，文中只有定性的介绍，没有定量算法，特别是在使用中，电位器转轴随着转动会上下移动，对被测物体连接要求较高，空间增加，也增加体积，应用范围受限。
[0006]现有技术360度旋转的电位器CN 204189544 U，需要两个电位器，也未给出具体算法。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于提供一种满角度无限旋转单电位器，不存在测量死角，且能够360
°
循环测量。
[0008]为了实现上述目的本技术采用以下技术方案：
[0009]一种满角度无限旋转单电位器，外壳、电极座、顶盖，所述电极座安装于外壳内通过顶盖固定，所述电极座的顶面设置上碳膜圈，在电极座的底面设置下碳膜圈，所述上碳膜圈设有上碳膜圈开口，下碳膜圈设有下碳膜圈开口，上碳膜圈开口与下碳膜圈开口在水平上的投影不重合，所述电极座中心设置有转轴，转轴上设置有电极片，电极片包括与上碳膜圈电接触的上电极片和与下碳膜圈电接触的下电极片。
[0010]上述技术方案中，上碳膜圈开口处的一端为上碳膜圈电极引出端，上碳膜圈电极引出端通过电极引出，另一端为上碳膜圈跳线端；
[0011]下碳膜圈开口处的一端为下碳膜圈电极引出端，下碳膜圈电极引出端通过电极引出，另一端为下碳膜圈跳线端；
[0012]上碳膜圈跳线端与下碳膜圈跳线端通过跳线电连接。
[0013]上述技术方案中，下碳膜圈跳线端与上碳膜圈跳线端的错位角度为θ，θ即电器角度相位差。
[0014]上述技术方案中，电位器旋转角度α为：
[0015][0016]其中，v
c
为电极片处电压，I为恒流源电流，R1、R2分别是下碳膜圈和上碳膜圈的电阻，γ为上碳膜圈开口和下碳膜圈开口对应的机械角度，θ为下碳膜圈跳线端与上碳膜圈跳线端的错位角度，即电器角度相位差。
[0017]上述技术方案中，上碳膜圈和下碳膜圈半径、材料、面积等完全一样。
[0018]上述技术方案中，外壳包括为圆筒腔结构，包括下圆筒腔和上圆筒腔，所述下圆筒腔空腔半径小于上圆筒腔的空腔半径，下圆筒腔与上圆筒腔之间形成环状台阶，电极座设置于形成环状台阶上。
[0019]上述技术方案中，顶盖包括顶面和圆筒腔，圆筒腔的外表面插入上圆筒腔内与上圆筒腔过盈配合。
[0020]因为本技术采用上述技术方案，因此具备以下有益效果：
[0021]本技术采用上电极片和下电极片，分别与上碳膜圈和下碳膜圈滑动相接，可无限圈旋转，且不存在测量死角。
附图说明
[0022]图1为本技术结构示意图；
[0023]图2为本技术结构爆炸图；
[0024]图3为外壳、顶盖剖掉部分后示意图；
[0025]图4为侧剖视图；
[0026]图5为电机座透视图；
[0027]图6为电压与角度关系图；
[0028]图7为等效电路图；
[0029]图8为等效电路图与电压与角度关系图之间的关系图。
[0030]附图标记
[0031]1‑
外壳，1
‑1‑
下圆筒腔，1
‑2‑
上圆筒腔，电极座(7)，2
‑
顶盖，2
‑1‑
顶面，2
‑2‑
圆筒腔，3
‑
转轴，4
‑
碳膜圈，4
‑1‑
上碳膜圈，4
‑1‑1‑
上碳膜圈开口， 4
‑2‑
下碳膜圈，4
‑2‑1‑
下碳膜圈开口，5
‑
电极片，5
‑1‑
上电极片，5
‑2‑
下电极片，6
‑
电极，7
‑
电极座，5
‑
a
‑
触点，A
‑
上碳膜圈跳线端，B
‑
上碳膜圈电极引出端,C
‑
下碳膜圈电极引出端,D
‑
下碳膜圈跳线端.
具体实施方式
[0032]以下将对本技术的实施例给出详细的说明。尽管本技术将结合一些具体实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本技术并不仅仅只局限于这些实施方式。
相反，对本技术进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。
[0033]另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本技术同样可以实施。
[0034]为了方便本领域技术人员更好的理解本技术方案及应用场景，先对与本技术相关的技术进行详细说明：
[0035]两个碳膜圈四个端分别为A、B和C、D，A
‑
D端通过导线相连，恒流源接到 B端，经过第一个导电膜电流流到A端，再经过第二个导电膜流到C端，C端接地。
[0036]本技术设有两个独立的上碳膜圈和下碳膜圈(或两个独立的内碳膜圈和外碳膜圈)，上碳膜圈和下碳膜圈半径、材料、面积等完全一样，碳膜圈用导线将其首尾相连，余下两端作为电位器两个连接端；电极片分上下接触头，分别与上碳膜圈和下碳膜圈滑动相接，可无限圈旋转，滑片导线引出为电位器的中心抽头端(即电极片5输出端)；所述电位器上下碳膜圈电器角度错位，相位差最大180
°
，确保滑动接触片上下接触头旋转到任何位置至少有一个接触头接触到碳膜圈。两导电膜四个端分别为A、B和C、D，A
‑
D端通过导线相连，给电位器加一个恒流源，恒流源从B端流入，经第一个导电膜电流流到A端，再经过第二个导电膜流到C端，C端接地。
[0037]其中计算公式如下：
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种满角度无限旋转单电位器，外壳(1)、电极座(7)、顶盖(2)，其特征在于，所述电极座(7)安装于外壳(1)内通过顶盖(2)固定，所述电极座(7)的顶面设置上碳膜圈(4
‑
1)，在电极座(7)的底面设置下碳膜圈(4
‑
2)，所述上碳膜圈(4
‑
1)设有上碳膜圈开口(4
‑1‑
1)，下碳膜圈(4
‑
2)设有下碳膜圈开口(4
‑2‑
1)，上碳膜圈开口(4
‑1‑
1)与下碳膜圈开口(4
‑2‑
1)在水平上的投影不重合，所述电极座(7)中心设置有转轴(3)，转轴(3)上设置有电极片(5)，电极片(5)包括与上碳膜圈(4
‑
1)电接触的上电极片(5
‑
1)和与下碳膜圈(4
‑
2)电接触的下电极片(5
‑
2)。2.根据权利要求1所述的一种满角度无限旋转单电位器，其特征在于，上碳膜圈开口(4
‑1‑
1)处的一端为上碳膜圈电极引出端(B)，上碳膜圈电极引出端(B)通过电极(6)引出，另一端为上碳膜圈跳线端(A)；下碳膜圈开口(4
‑2‑
1)处的一端为下碳膜圈电极引出端(C)，下碳膜圈电极引出端(C)通过电极(6)引出，另一端为下碳膜圈跳线端(D)；上碳膜圈跳线端(A)与下碳膜圈跳线端(D)通过跳线电连接。3.根据权利要求1所述的一种满角度无限旋转单电位器，其特征在于，下碳膜圈跳线端(...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊昌元，周麒丞，苏德斌，郭在华，谭杰，王财丽，王俊傑，陈盈宇，任鸿涛，张迪，胡辉栋，
申请(专利权)人：成都信息工程大学，
类型：新型
国别省市：