[发明专利]传感器及其有关方面的改进

说明书

本发明涉及一种对相对移动物体的相对位移敏感的传感器。该传感器可以被用来显示或测量物体的位移，或者随位移变化的或引起位移的其它参数，或者为了控制或其它目的。

按本发明的一个方面，提供了一种用于响应相对移动物体的相对位移的传感器，它包括一壳体，和一含有细长件的传感组件，一旋转件和臂装置，所述细长件安装在壳体内，以便根据物体的相对位移在第一位置和第二位置间作直线纵向运动，细长件具有一纵向延伸的啮合表面，所述旋转件具有一周向啮合装置，并被安装在壳体内，以便能使细长件的啮合表面和旋转件的啮合装置之间进行啮合而使旋转件随着细长件的纵向运动而转动，臂装置被设计成能随旋转件的转动而转动，其中所述组件是这样设计的，使其围绕旋转件的轴线基本平衡。

臂装置可和旋转件整体成形，或者可包括一个臂，该臂和旋转件连接以便一起转动。臂装置还可包括能在标尺上移动的指示器，指示器可以是一直线标尺，或弧形标尺。

传感器可被用来检测任何能被设计来代替物体的参数，例如力或压力。举例说，物体可以是一个膜片，该片的一面上承受着要被检测流体压力，并且，根据流体压力，它偏离到某一范围。用另一种方法，细长件由于克服某一已知力而能移动或由于物体克服某一已知力而能检测中间物体的位移，此时由物体引起该元件的位移显示所施加的或由物体引起的力。

细长件的啮合表面和旋转件的啮合装置采用接触摩擦来传递运动可能是适合的。另一种方法是，啮合表面和啮合装置构成强制的啮合可能是合适的，例如，两者可设有相互啮合的齿，或者一方被制成凸轮，而另一方被制成凸轮从动件。

此外，旋转件或臂装置可用来操纵其它装置，诸如控制装置或警报装置，和/或可通过提供一个电子或电气信号的装置所检测，这种信号可提供模拟或数字测量，可被遥控发射。其中旋转件或臂装置被用来操纵某些装置，这些装置可被电气，电子或机械操纵。

细长件被设计成和物体接触以便检测物体的位移，但不是和物体成机械地连接或联结，这是有利的。细长件可直接接触物体或通过用放大或缩小物体位移的中间装置间接地接触物体，例如，它可包括一个绕支点转动的杠杆或杠杆系统。

可设置调节装置来调节物体和细长件间的接触，并将物体的位移传递到细长件或旋转件上。

传感器可适于检测极小的位移，例如，等于或小于1毫米的量级，最好为5微米或更小，或者可适于检测由极小力或压力或者由力或压力变化引起的位移，例如，等于或小于10毫巴的量级，最好为1毫巴或更小。或者10厘顿（0.1牛顿）或更小。

可把上述组件的另件这样设计：以使沿某一方向作用的微小的合力对细长件朝其第一位置施加偏压。

可把细长件和臂装置这样设计，使围绕细长件的旋转件轴线的力矩大体平衡，但在臂的所有操作位置上与围绕臂装置的旋转体轴线的力矩相反。

所述组件可包括用以对其另一部件施加偏压的偏压装置，用以调节细长件力矩和臂装置力矩的平衡，从而确保细长件沿着它的第一位置的方向有极轻微的偏压。另一种方式，可设置所述偏压装置来补偿细长件和臂装置在力矩方面的不平衡，以确保有一微小的合成力矩对细长件朝其第一位置施加偏压。所述偏压装置可以是作用于旋转件上的扭簧或螺旋细簧的形式或者是当它和旋转件分离时作用于细长件或臂装置上的压簧形式。

另一种方法可把臂装置设计成围绕旋转件的轴线平衡，而此时细长件的力矩基本上由偏压装置平衡。

在传感器被用来检测由极小力或压力或因极小力或压力的变化而引起的位移的场合，把偏压设置得小于被测的力或压力或者力或压力变化是有利的。

在细长件和旋转件之间的强制啮合是由齿构成的场合下，细长件的啮合表面是部分圆柱断面，而其齿是由圆柱表面构成的。这样可使细长件的齿和旋转件的齿之间的接触面减至最小，从而降低其间的摩擦。

可用传感器来检测物体在整个位移范围内的位移，或仅响应物体整个位移范围内的一个或几个预定的部分，这些部分可以在一端或两端和/或整个范围的中间。