高精度角位移传感器的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度角位移传感器的制作方法，包括以下步骤：将各部件组装在一起；线性修刻，或略过本步骤；零位调节，先用调节工装安装好外壳和转轴，并将角位移传感器的相关部件安装好，然后在电源输入端施加m伏电压，测量采集电压，并旋转绝缘套管，直到采集到的电压在m/2

【技术实现步骤摘要】
高精度角位移传感器的制作方法


[0001]本专利技术涉及一种角位移传感器的制作方法，尤其涉及一种高精度角位移传感器的制作方法。

技术介绍

[0002]角位移传感器(电位器)是一种重要的角度位置反馈元器件，主要用于伺服电机等设备的角位移测量，反馈旋转部件如伺服电机转轴的绝对位置。随着科技的发展，角位移传感器广泛应用于对高精度和长寿命有较高技术指标和各种严酷试验要求的工业、船舶、航空、航天等

[0003]角位移传感器的基本结构包括外壳、转轴、电阻体(导电塑料电阻体)、电刷、集流环和绝缘套管，转轴穿过外壳上的对应通孔并通过轴承连接，电阻体安装于外壳内，转轴穿过电阻体的中心通孔，绝缘套管套装在转轴上，集流环安装在绝缘套管上，电刷安装在集流环上并与电阻体的电阻带接触。工作时，外部设备驱动转轴旋转，转轴带动绝缘套管、集流环和电刷同步旋转，电刷在电阻体的电阻带上接触滑动，产生变化的电信号，外部的处理器根据电信号的变化量计算获得转轴的旋转角度信息，实现角位移检测功能。
[0004]随着角位移传感器在各种精密设备中的广泛应用，对其检测精度的要求越来越高，而角位移传感器的检测精度除了与电阻体电阻带本身的精度(比如导电塑料层的均匀性、电阻率一致性等)、电刷与电阻体的接触可靠性等具有重要关系外，角位移传感器的调零位置是否精确也是非常重要的影响因素之一，即传感器处于零位时电刷是否处于电阻带的正中间位置，如果不精确则必然会影响检测精度。为了更加清楚地说明该问题，下面结合附图进行说明：
[0005]如图1所示，传感器的第一电阻体1上设有圆弧形的电阻带6，电阻带6的两端分别设有第一电源正极输入端2和第一电源负极输入端7，通过引线8将外部电源的正极和负极分别与第一电源正极输入端2和第一电源负极输入端7连接。图1中还示出了设于第一电阻体1上的导电带3，导电带3的中部设有信号输出端4，导电带3并非必要结构，在图1中用于将图2中的第一电刷11采集到的电信号通过第二电刷9传输到第一信号输出端4，是一种常用的电信号传输结构；另外，第一电阻体1的中心通孔5用于转轴穿过。
[0006]结合图1和图2，应用时，第一电刷11和第二电刷9分别安装在第一集流环10上并相互导通，第一电刷11与电阻带6接触，第二电刷9与导电带3接触，传感器理论上的调零位置就是第一电刷11位于电阻带6的正中间位置，对应地，第二电刷9位于导电带3的正中间位置，如图3所示。但实际上，一般情况下很难实现高精度调零，即一般情况下，第一电刷11与电阻带6的正中间位置都有偏差，如图2所示，在生产过程中，传统调零方法主要靠工作人员的感觉和经验，所以很难消除偏差，而出厂后因为整个传感器已经封装，调零操作更加困难。
[0007]另外，双余度角位移传感器也是经常应用的角位移传感器，利用两个电路组件(一个电路组件包括一个电阻体、一个绝缘套管、一个集流环、一个或两个电刷)可以提高检测
精度，或者在一个电路组件故障时还可以正常工作。对于双余度角位移传感器来说，除了上述调零精度不足的问题外，还存在两个电路组件之间同步精度低的问题，该问题同样会导致整个传感器的检测精度降低，使角位移传感器难以应用于对检测精度要求极高的应用场合。
[0008]另外，传统角位移传感器电阻体的电阻带的修刻过程缺少高精度的测试方法，导致修刻精度没有足够保证。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有高精度零位的高精度角位移传感器的制作方法。
[0010]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0011]一种高精度角位移传感器的制作方法，所述高精度角位移传感器包括外壳、盖板、转轴和第一电路组件，所述第一电路组件包括第一电阻体、第一绝缘套管、第一集流环和第一电刷，所述转轴穿过所述外壳上的对应通孔并通过轴承连接，所述第一电阻体安装于所述外壳内，所述转轴穿过所述第一电阻体的中心通孔，所述第一绝缘套管套装在所述转轴上，所述第一集流环安装在所述第一绝缘套管上，所述第一电刷安装在所述第一集流环上并与所述第一电阻体的电阻带接触，所述第一电阻体的电阻带的两端分别设有第一电源正极输入端和第一电源负极输入端，所述盖板与所述外壳的开口端连接，所述高精度角位移传感器的制作方法包括以下步骤：
[0012]步骤1、将所述高精度角位移传感器的除所述盖板外的各部件组装在一起，所述第一绝缘套管与所述转轴之间不固化；
[0013]步骤2、如果需要对所述第一电阻体进行线性修刻，则进行线性修刻，否则略过本步骤；
[0014]步骤3、零位调节，包括以下步骤：
[0015]步骤3.1、用调节工装将所述外壳安装好，并使所述转轴处于竖向且使所述外壳的开口端位于上方，同时，利用所述调节工装使所述外壳和所述转轴均不能旋转；
[0016]步骤3.2、旋转所述第一绝缘套管，使所述第一电刷大致处于所述第一电阻体的电阻带的中间位置；
[0017]步骤3.3、在所述第一电源正极输入端和所述第一电源负极输入端之间施加m伏电压，设所述第一电源正极输入端和所述第一电源负极输入端之间的圆心角为n度，则每一度对应的电压为m/n度，所述第一电阻体的电阻带的正中间位置对应的电压为m/2伏；
[0018]步骤3.4、测量所述第一电刷采集到的电信号的电压，如果该电压在m/2
±
m/n伏范围内，则通过所述调节工装将所述第一绝缘套管由上而下压紧，完成零位调节并转至步骤4，否则转至步骤3.5；
[0019]步骤3.5、如果所述第一电刷采集到的电信号的电压大于m/2+m/n伏，则将所述第一绝缘导管向靠近所述第一电源负极输入端的方向旋转，带动所述第一电刷在所述第一电阻体的电阻带上向靠近所述第一电源负极输入端的方向旋转；如果所述第一电刷采集到的电信号的电压小于m/2
‑
m/n伏，则将所述第一绝缘导管向靠近所述第一电源正极输入端的方向旋转，带动所述第一电刷在所述第一电阻体的电阻带上向靠近所述第一电源正极输入
端的方向旋转；旋转所述第一绝缘导管的过程中，持续测量所述第一电刷采集到的电信号的电压，直到该电压处于m/2
±
m/n伏范围内，则停止旋转所述第一绝缘导管，并通过所述调节工装将所述第一绝缘套管由上而下压紧，完成零位调节；
[0020]步骤4、将完成零位调节的没有安装所述盖板的角位移传感器组件整体置于烘箱内，将各部件之间的胶液烘干固化；
[0021]步骤5、将完成固化的角位移传感器组件取出后，拆下所述调节工装；
[0022]步骤6、安装所述盖板，完成所述高精度角位移传感器的制作。
[0023]作为优选，为了便于将第一电刷采集的电信号通过第一电阻体上的引线传输给外部处理器，所述第一集流环上还安装有第二电刷，所述第二电刷与所述第一电阻体上的导电带接触且该导电带的中部设有第一信号输出端。
[0024]作为优选，为了提高双余度角位移传感器的两个电路组件的同步精度以提高整个传感器的检测精度，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高精度角位移传感器的制作方法，所述高精度角位移传感器包括外壳、盖板、转轴和第一电路组件，所述第一电路组件包括第一电阻体、第一绝缘套管、第一集流环和第一电刷，所述转轴穿过所述外壳上的对应通孔并通过轴承连接，所述第一电阻体安装于所述外壳内，所述转轴穿过所述第一电阻体的中心通孔，所述第一绝缘套管套装在所述转轴上，所述第一集流环安装在所述第一绝缘套管上，所述第一电刷安装在所述第一集流环上并与所述第一电阻体的电阻带接触，所述第一电阻体的电阻带的两端分别设有第一电源正极输入端和第一电源负极输入端，所述盖板与所述外壳的开口端连接，其特征在于：所述高精度角位移传感器的制作方法包括以下步骤：步骤1、将所述高精度角位移传感器的除所述盖板外的各部件组装在一起，所述第一绝缘套管与所述转轴之间不固化；步骤2、如果需要对所述第一电阻体进行线性修刻，则进行线性修刻，否则略过本步骤；步骤3、零位调节，包括以下步骤：步骤3.1、用调节工装将所述外壳安装好，并使所述转轴处于竖向且使所述外壳的开口端位于上方，同时，利用所述调节工装使所述外壳和所述转轴均不能旋转；步骤3.2、旋转所述第一绝缘套管，使所述第一电刷大致处于所述第一电阻体的电阻带的中间位置；步骤3.3、在所述第一电源正极输入端和所述第一电源负极输入端之间施加m伏电压，设所述第一电源正极输入端和所述第一电源负极输入端之间的圆心角为n度，则每一度对应的电压为m/n度，所述第一电阻体的电阻带的正中间位置对应的电压为m/2伏；步骤3.4、测量所述第一电刷采集到的电信号的电压，如果该电压在m/2
±
m/n伏范围内，则通过所述调节工装将所述第一绝缘套管由上而下压紧，完成零位调节并转至步骤4，否则转至步骤3.5；步骤3.5、如果所述第一电刷采集到的电信号的电压大于m/2+m/n伏，则将所述第一绝缘导管向靠近所述第一电源负极输入端的方向旋转，带动所述第一电刷在所述第一电阻体的电阻带上向靠近所述第一电源负极输入端的方向旋转；如果所述第一电刷采集到的电信号的电压小于m/2
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m/n伏，则将所述第一绝缘导管向靠近所述第一电源正极输入端的方向旋转，带动所述第一电刷在所述第一电阻体的电阻带上向靠近所述第一电源正极输入端的方向旋转；旋转所述第一绝缘导管的过程中，持续测量所述第一电刷采集到的电信号的电压，直到该电压处于m/2
±
m/n伏范围内，则停止旋转所述第一绝缘导管，并通过所述调节工装将所述第一绝缘套管由上而下压紧，完成零位调节；步骤4、将完成零位调节的没有安装所述盖板的角位移传感器组件整体置于烘箱内，将各部件之间的胶液烘干固化；步骤5、将完成固化的角位移传感器组件取出后，拆下所述调节工装；步骤6、安装所述盖板，完成所述高精度角位移传感器的制作。2.根据权利要求1所述的高精度角位移传感器的制作方法，其特征在于：所述第一集流环上还安装有第二电刷，所述第二电刷与所述第一电阻体上的导电带接触且该导电带的中部设有第一信号输出端。3.根据权利要求1或2所述的高精度角位移传感器的制作方法，其特征在于：所述高精度角位移传感器还包括中外壳和第二电路组件，所述第二电路组件包括第二电阻体、第二
绝缘套管、第二集流环和第三电刷，所述中外壳连接于所述外壳与所述盖板之间，所述第二电阻体安装于所述中外壳内，所述转轴穿过所述第二电阻体的中心通孔，所述第二绝缘套管套装在所述转轴上，所述第二集流环安装在所述第二绝缘套管上，所述第三电刷安装在所述第二集流环上并与所述第二电阻体的电阻带接触，所述第二电阻体的电阻带的两端分别设有第二电源正极输入端和第二电源负极输入端，所述第二电源正极输入端和所述第二电源负极输入端之间的圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永胜，胡佑朴，鲍红军，唐飞，杜长春，于四辉，刘靖宇，
申请(专利权)人：成都宏明电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：