[发明专利]一种角度传感器

说明书

一种角度传感器，包括外筒体、轴向固定在外筒体内部的转动轴、套设在转动轴外部的活动环，转动轴顶部与外筒体顶部相接触，转动轴底部可与被测设备旋转轴相连接，转动轴中部外壁与活动环内壁螺纹连接，活动环一侧与外筒体一侧滑动配合，活动环另一侧上设置有电阻滑块，电阻滑块与竖直设置在外筒体另一侧的固定电阻滑动配合，固定电阻顶部、底部分别与第一导线、第二导线相连接，电阻滑块与第三导线相连接。本角度传感器的工作原理为先对第一导线、第二导线施加直流电压，然后测量得到第三导线和第一导线之间电压在被测旋转设备旋转前后的变化值，根据该变化值计算得到旋转设备的角位移和角速度，制作成本低且结构可靠性高。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种角度传感器，适用于测量旋转设备的角位移和角速度，且结构简单、结构可靠性高。

背景技术

目前常用的角度传感器主要为编码器，编码器分为增量式和绝对式两类，在编码器使用过程中，至少存在以下问题：

1、增量式编码器是先将角位移转换为周期性电信号，再把周期性电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示角位移的大小，但增量式编码器无法保持轴位置信号，当系统发生电源故障时，会丢失轴位置信号，而且增量式编码器有时会由于干扰等原因，存在丢脉冲或误计脉冲的情况，长时间使用可能造成测量误差增大的问题。

2、绝对式编码器中每一个位置对应一个确定的数字码，因此它的示值只与测量的起始和终止位置有关，而与测量的中间过程无关，绝对值编码器虽然具备保持轴位置信号的功能，但是绝对值编码器结构相对精密，如发生外力撞击、雷击或者电焊等情况可能造成编码器损坏，同时绝对值编码器价格比较昂贵。

中国专利：授权公告号CN202770851U、授权公告日201303.06的实用新型公开了一种角速度测量装置，包括电源、开关、滑动变阻器、电压表、滑块、弹簧、外壳、导杆，电源、开关、滑动变阻器三者串联，电压表两端分别连接滑动变阻器的滑动臂以及电源的一端，滑动变阻器滑动臂还与滑块固结，滑块两侧分别连接弹簧，两根弹簧另一端分别固定在外壳内部的两侧，导杆穿过滑块及弹簧，滑块位于导杆中部，且滑块、弹簧均可沿导杆作往复滑动，导杆两端分别固定在外壳内部的两侧，利用弹簧形变提供的弹力与滑块所受的向心力相等，再配合简单的数学计算得到待测旋转物体角速度的大小，但该装置不能测量得到待测旋转物体的角位移。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的上述问题，提供一种能测量旋转设备的角位移和角速度，且结构简单、结构可靠性高的角度传感器。

为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种角度传感器，所述角度传感器包括外筒体、轴向固定在外筒体内部的转动轴、套设在转动轴外部的活动环，所述转动轴的顶部与外筒体的顶部相接触，转动轴的底部可与被测设备的旋转轴相连接，转动轴中部的外壁与活动环的内壁螺纹连接，所述活动环的一侧与外筒体的一侧滑动配合，活动环的另一侧上设置有电阻滑块，所述电阻滑块与竖直设置在外筒体另一侧的固定电阻滑动配合，所述固定电阻的顶部、底部分别与第一导线、第二导线相连接，所述电阻滑块与第三导线相连接。

所述活动环的一侧上设置有第一凸起，第一凸起的一侧与活动环的一侧固定连接，第一凸起的另一侧与竖直开设在外筒体一侧的第一滑槽滑动配合。

所述活动环的另一侧上设置有第二凸起，第二凸起的一侧与活动环的另一侧固定连接，第二凸起的另一侧上开设有用于安装电阻滑块的安装孔。

所述电阻滑块的一侧通过弹簧与安装孔的内壁相抵接，电阻滑块的另一侧与固定电阻上竖直开设的第二滑槽滑动配合。

所述第二滑槽为V型结构。

所述外筒体包括筒体、安装在筒体顶部的上端盖、安装在筒体底部的下端盖，所述第一滑槽竖直开设在筒体的一侧，所述筒体的另一侧竖直开设有容纳固定电阻的开槽，所述转动轴的顶部外壁与上端盖中部开设的凹槽内壁相接触。