[发明专利]一种复合型导电塑料三冗余高精度角位移传感器

说明书

本发明属于环形角位移传感器技术领域，具体涉及一种满足高可靠性大功率千瓦级运载火箭伺服机构，可实现高精度、耐高温和冗余设计的复合型导电塑料三冗余高精度角位移传感器；包括3个电阻组件(1)、3个电刷组件(2)、上盖(3)、下盖(4)、轴(5)、销(6)、2个中间环(7)、2个轴承(8)及3个连接套(18)；本发明可实现“线性度好，精度高，稳定性好”的优点，在可靠性指标上会有跨越性的提高，且基础技术较成熟，易实现。

技术领域

本发明属于环形角位移传感器技术领域，具体涉及一种复合型导电塑料三冗余高精度角位移传感器。

背景技术

伺服机构是我国对运载火箭飞行控制执行机构子系统的统称，大功率电动伺服机构是当前重要研究方向。大功率千瓦级伺服机构的角位移传感器一种精度高，寿命长，三余度电位计，作动器构成三余度机电伺服作动器，每台作动器包含一个电位计，每套伺服机构包含四个电位计，在外部供电的情况下将机械摆角信号转换为电信号输出，用来测量发动机转角。

发动机周围的温度高，环境恶劣，发动机转角的测量精度高，角位移传感器不仅需要能够耐高温，精度高，传感器的线性度高的技术要求，常用的角位移传感器都是采用合成膜是电位计的原理，合成膜电位计是采用电阻液配方配制而成后喷涂在电阻体骨架内侧，合成膜电阻膜耐高温性能低，寿命短，目前市面上的成熟的技术是采用复合型导电塑料印制成电阻膜，这种电阻膜耐高温，寿命长，电阻均匀性好，产品线性度好。常用的环形角位移传感器是电阻膜喷涂在骨架内侧，在电阻体骨架受力形变后会导致电阻体阻值的变化，相应的角位移传感器的线性度也会随之变化，为了避免在测量过程中骨架的不确定形变给角位移传感器的性能带来的影响，本发明设计一种新颖的角位移传感器结构，将电阻膜印制在平面的骨架上，平面骨架不受力的作用，电阻体的阻值不会变化，从而保证角位移传感器的线性度良好，输出特性好。

本发明方案，有成熟的技术基础，方案易于实现，满够满足高精度，高线性度，高可靠性的性能指标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种满足高可靠性大功率千瓦级运载火箭伺服机构，可实现高精度、耐高温和冗余设计的复合型导电塑料三冗余高精度角位移传感器。

本发明所采用的技术方案是：

一种复合型导电塑料三冗余高精度角位移传感器，包括3个电阻组件、3个电刷组件、上盖、下盖、轴、销、2个中间环、2个轴承及3个连接套，所述轴下端穿过下盖且通过轴承固定在下盖中，轴上端通过轴承固定在上盖中，轴外侧设有3个首尾依次相接连接套，销设于最下端连接套的下端，插入轴内部，每个连接套上设有一个电刷组件；上盖和下盖之间设有两级中间环，组成完整的圆柱腔体，腔体内部下盖上设有一个电阻组件，第一级中间环设于下盖上，第二级中间环设于第一级中间环上，上盖设于第二级中间环上方，第一级中间环和第二级中间环上分别设有一组电阻组件。

所述每组电阻组件和每组电刷组件交叉排列，设于下盖上的电阻组件位于设在最下端连接套上的电刷组件的下方。

所述电阻组件包括骨架、电阻膜、导电条、8个铆钉、8个方垫片及高温小截面安装线，其中，电阻膜和导电条对称设于骨架上，电阻膜和导电条的圆心角均为140°；所述电阻膜的两端各设有两个铆钉和两个方垫片，导电条两端设有两个铆钉和两个方垫片，电阻膜中间位置两端各设有一组铆钉和方垫片，骨架上的8个方垫片通过高温销截面安装线相连接。

所述电刷组件包括刷握、导电片、电刷、连接套、3个螺钉及3个小螺钉，导电片通过3个小螺钉固定在刷握上，电刷设于导电片两端，刷握通过3个螺钉固定在连接套上。

所述两个电刷分别在其下方对应接触1个电阻膜和一个导电条。

本发明的有益效果是：

1.可实现发动机机械转角测量，具有高精度的性能特性，角位移传感器在正负70度的大范围内，输出绝对线性度在0.2％以内；