一种静磁栅直线位移传感器的制作方法

1.本发明涉及磁栅式传感器技术领域，具体涉及一种静磁栅直线位移传感器。


背景技术：

2.磁栅是在不导磁材料制成的栅基上镀一层均匀的磁膜，并录上间距相等、极性正负交错的磁信号栅条制成的，磁栅式传感器是利用磁栅与磁头的磁作用进行测量的位移传感器，是由“静磁栅测量杆”和“静磁栅标尺”组成，静磁栅测量杆使用内含强磁磁铁组成的磁栅编码阵列的铝合金管，静磁栅标尺使用防水、密封、防氧化的高强度铝合金管，内含由32位嵌入式后微电脑处理器arm芯片系统和霍尔传感器阵列组成的位移采集系统，当需要时，可将原来的磁信号(磁栅)抹去，重新录制，成本较低且便于安装和使用，性能稳定、采集迅速，适用于户外、水利、工业等多种作业环境。
3.现有的静磁栅测量杆是将多个磁钢组成的磁栅安装在壳体内部进行使用，但是，根据使用环境以及测量物体的变化，需要根据测量行程的变化将磁钢拆卸下来重新安装排布，而在重新排列安装磁钢的过程中，由于磁钢需要等距排列安装，工人在对磁钢进行安装时，磁钢的位置容易出现偏差，会导致测量结果出现误差，影响了测量结果的准确性，而且，后期在对测量杆进行维修、保养时，拆卸磁钢后，还需要重新等距安装磁钢，比较麻烦。因此，本领域技术人员提供了一种静磁栅直线位移传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种静磁栅直线位移传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种静磁栅直线位移传感器，包括：安装座、静磁栅标尺和静磁栅测量杆，安装座包括滑座，滑座的顶部两端均设置有固定框，静磁栅标尺的安装在固定框的内部，静磁栅标尺的内部滑动安装有测量刻度板，测量刻度板由若干个霍尔开关型传感器等距离安装组成，并且，测量刻度板上设置有嵌入式后微电脑处理器arm芯片系统集成，静磁栅标尺的两端均安装有用于封闭静磁栅标尺的封盖，封盖的端面覆盖在静磁栅标尺的开口处并紧贴在测量刻度板的外侧，且静磁栅标尺的开口处设置有密封圈。
7.静磁栅测量杆滑动安装在滑座的内部，并且，静磁栅测量杆的两端均延伸至滑座的外部，静磁栅测量杆的内部滑动安装有测量板，测量板由若干个连接座相互连接组成，并且，若干个连接座的内部均安装有磁钢，连接座的一侧设置有插板，插板以能够移动的方式安装在相邻的连接座的内部，并且，插板的侧壁设置有用于测量两个连接座之间距离的刻度表，插板的顶部滑动设置有限位板，限位板的顶部安装有螺杆，螺杆贯穿插板、连接座延伸至连接座的上方，螺杆位于连接座上方的一端设置有螺母，螺母安装在螺杆的外壁并紧贴在连接座的上端面，静磁栅测量杆的两端均设置有用于封闭静磁栅测量杆的导向锥，导
向锥安装在连接座的外壁并覆盖在静磁栅测量杆的开口处。
8.优选地，封盖的侧壁设置有环形支耳，静磁栅标尺的内部开设有螺纹槽，环形支耳安装在螺纹槽的内部，并且，螺纹槽的内部安装有密封圈。
9.优选地，静磁栅标尺的外壁位于两个封盖之间滑动安装有连接板，并且，封盖的背部设置有紧固螺栓，紧固螺栓贯穿于封盖并安装在连接板的内部。
10.优选地，连接板的背部位于封盖的一侧设置有定位螺栓，定位螺栓贯穿于连接板并安装在固定框的内部。
11.优选地，连接座远离插板的一侧开设有插槽，插板滑动安装在插槽的内部。
12.优选地，插板的顶部开设有滑槽，限位板滑动安装在滑槽的内部，并且，螺杆通过滑槽延伸出插板并在插板的上方滑动。
13.优选地，连接座的顶部与滑槽对应的位置开设有与插槽相连通的通槽，通槽靠近插板的一端开设有开口，螺杆能够从开口处滑动进入通槽的内部。
14.优选地，静磁栅测量杆的内壁位于测量板的上方设置有限位座，限位座的内部开设有夹槽，螺杆滑动在夹槽的内部，且限位座的下端面紧贴在连接座的上端面。
15.优选地，导向锥的内侧设置有凸板，位于两端的连接座的外壁均开设有凹槽，凸板插接在凹槽的内部。
16.优选地，静磁栅测量杆的外部与凸板对应的位置设置有限位螺栓，限位螺栓贯穿静磁栅测量杆、连接座安装在凸板的内部。
17.与现有技术相比，本发明的优点在于：
18.通过设置由若干个连接座和磁钢组成的测量板，可将插板插入插槽中对相邻的两个连接座进安装，再根据刻度表上的刻度来控制插板插入插槽中的长度，可以对两个磁钢之间的距离进行限定，能够让磁钢排列的位置更加精确，避免了因磁钢安装位置偏移而导致测量结果出现误差的情况发生，保证了测量结果的精确性；
19.通过设置限位板、螺杆和螺母，可在调节完相邻的两个磁钢之间的距离后，向上拉动螺杆，让限位板紧贴在滑槽的内壁，再拧动螺杆上的螺母，让螺母紧贴在连接座的上端面，可以将插板和连接座串联在螺杆上限定插板在插槽中的位置，完成了对相邻的两个连接座的安装，在后期维修、保养测量板时，只需要将连接座上损坏的磁钢拆卸下来进行更换或维护，即可完成测量板的维修、保养，避免了需要重新等距排列磁钢的麻烦出现，省时省力；
20.通过设置限位座，可让限位座紧贴在连接座上限定测量板的位置，能够防止因测量板在静磁栅测量杆内部晃动而影响测量结果准确性的情况发生，实现了对测量板的限位，而且，在安装测量板时，位于各个连接座上方的部分螺杆和螺母可在夹槽中滑动，螺杆和螺母不会与限位座、静磁栅测量杆发生干涉，有利于测量板安装工作的进行。
附图说明
21.图1为根据本发明一实施例的静磁栅直线位移传感器的立体示意图；
22.图2为根据本发明一实施例的静磁栅测量杆的拆分示意图；
23.图3为根据本发明一实施例的插板与连接座的连接示意图；
24.图4为根据本发明一实施例的安装座的结构示意图；
25.图5为根据本发明一实施例的静磁栅标尺的拆分示意图；
26.图6为图1中的a部放大图；
27.图7为图2中的b部放大图。
28.图中：1、安装座；11、滑座；12、固定框；2、静磁栅标尺；201、螺纹槽；21、测量刻度板；22、封盖；221、环形支耳；23、密封圈；24、紧固螺栓；3、静磁栅测量杆；31、测量板；32、连接座；321、插槽；322、通槽；323、凹槽；33、磁钢；34、插板；341、滑槽；342、刻度表；35、限位板；351、螺杆；352、螺母；36、导向锥；361、凸板；37、限位座；371、夹槽；38、限位螺栓；4、连接板；41、定位螺栓。
具体实施方式
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
30.结合图1、图2、图4和图5所示，安装座1包括滑座11，滑座11的顶部两端均设置有固定框12，静磁栅标尺2的安装在固定框12的内部，静磁栅标尺2的内部滑动安装有测量刻度板21，测量刻度板21由若干个霍尔开关型传感器等距离安装组成，并且，测量刻度板21上设置有嵌入式后微电脑处理器arm芯片系统集成，静磁栅测量杆3滑动安装在滑座11的内部，并且，静磁栅测量杆3的两端均延伸至滑座11的外部，静磁栅测量杆3的内部滑动安装有测量板31，测量板31由若干个连接座32相互连接组成，并且，若干个连接座32的内部均安装有磁钢33。
31.在一个实施例中，在使用静磁栅直线位移传感器测量时，静磁栅测量杆3在滑座11内部滑动，由静磁栅标尺2中的测量刻度板21对静磁栅测量杆3的位置进行感应，能够通过测量刻度板21中嵌入式后微电脑处理器arm芯片系统和霍尔传感器阵列组成的位移采集系统对连接座32上的磁钢33的位置进行检测，可根据各磁钢33的位置变化来判断出位移信息。
32.在一个实施例中，本方案中测量刻度板21上的嵌入式后微电脑处理器arm芯片系统和霍尔传感器阵列组成的位移采集系统采用了2级74hc138d译码器分别选通的方式，第1级的74hc138d译码器控制4组第2级74hc138d的选通，第2级每组74hc138d控制8个霍尔传感器的电源选通，arm单片机采用扫描的方式依次选通每组中的每个传感器的电源，然后读取传感器的输出信号并存储到相应的数组中，全部扫描完毕后根据读取到的磁钢33状态计算出所有磁钢33的位置，然后将所计算出的磁钢33位置信息和静磁栅标尺2内的固定位置编码阵列信息相对比，进而判断出当前的位移信息，完成了测量工作，而且，传感器输出可选择4-20ma模拟量输出、rs485接口、ssi接口，rs485直接标准modbus协议，输出方式多样化，性能稳定、采集迅速，满足现场和plc、pc机等各种设备连接，适用性强。
33.结合图2和图3所示，连接座32的一侧设置有插板34，连接座32的另一侧开设有插槽321，插板34滑动安装在插槽321的内部，并且，插板34的侧壁设置有用于测量两个连接座32之间距离的刻度表342，插板34的顶部开设有滑槽341，限位板35滑动安装在滑槽341的内部，螺杆351通过滑槽341延伸出插板34并在插板34的上方滑动，连接座32的顶部与滑槽341对应的位置开设有与插槽321相连通的通槽322，通槽322靠近插板34的一端开设有开口，螺杆351能够从开口处滑动进入通槽322的内部，螺杆351位于连接座32上方的一端设置有螺母352，螺母352安装在螺杆351的外壁并紧贴在连接座32的上端面，静磁栅测量杆3的两端均设置有用于封闭静磁栅测量杆3的导向锥36，导向锥36的内侧设置有凸板361，位于两端的连接座32的外壁均开设有凹槽323，凸板361插接在凹槽323的内部，并且，静磁栅测量杆3的外部与凸板361对应的位置设置有限位螺栓38，限位螺栓38贯穿静磁栅测量杆3、连接座32安装在凸板361的内部。
34.在一个实施例中，在对测量板31进行组装时，先将插板34插入插槽321中，再根据刻度表342上的刻度来控制插板34插入插槽321中的长度，再向上拉动螺杆351，让限位板35紧贴在滑槽341的内壁，再拧动螺杆351上的螺母352，让螺母352紧贴在连接座32的上端面，可以将插板34和连接座32串联在螺杆351上限定插板34在插槽321中的位置，完成了对相邻的两个连接座32的安装，能够对两个磁钢33之间的距离进行限定，让磁钢33排列的位置更加精确，避免了因磁钢33安装位置偏移而导致测量结果出现误差的情况发生，保证了测量结果的精确性。
35.在一个实施例中，在对相邻的两个连接座32进行组装时，先将插板34插入插槽321中时，再拉动螺杆351带动限位板35在滑槽341中滑动，并让螺杆351从通槽322上的开口处进入连接座32的内部，不会让螺杆351与连接座32产生干涉，便于插板34的安装和位置限定，实用性强。
36.在一个实施例中，在后期维修、保养测量板31时，由于各个连接座32之间的距离不会发生改变，而各磁钢33在连接座32上的安装位置是不变的，只需要将连接座32上损坏的磁钢33拆卸下来进行更换或维护，即可完成测量板31的维修、保养，避免了需要重新等距排列磁钢33的麻烦出现，省时省力。
37.在一个实施例中，在将测量板31安装进入静磁栅测量杆3内部后，先将凸板361插入凹槽323中，让导向锥36覆盖在连接座32的背部对静磁栅测量杆3的开口处对其进行封堵，再拧动限位螺栓38，将限位螺栓38安装在凸板361的内部，能够对导向锥36、连接座32安装在静磁栅测量杆3上进行限位，完成了静磁栅测量杆3的组装。
38.结合图1、图4、图5和图6所示，静磁栅标尺2的两端均安装有用于封闭静磁栅标尺2的封盖22，封盖22的端面覆盖在静磁栅标尺2的开口处并紧贴在测量刻度板21的外侧，且静磁栅标尺2的开口处设置有密封圈23，封盖22的侧壁设置有环形支耳221，静磁栅标尺2的内部开设有螺纹槽201，环形支耳221安装在螺纹槽201的内部，并且，螺纹槽201的内部也安装有密封圈23，静磁栅标尺2的外壁位于两个封盖22之间滑动安装有连接板4，并且，封盖22的背部设置有紧固螺栓24，紧固螺栓24贯穿于封盖22并安装在连接板4的内部，连接板4的背部位于封盖22的一侧设置有定位螺栓41，定位螺栓41贯穿于连接板4并安装在固定框12的内部。
39.在一个实施例中，在对静磁栅标尺2进行组装时，先将测量刻度板21插入静磁栅标
尺2内部，再将连接板4套设在静磁栅标尺2的外部，再拧动封盖22将环形支耳221安装在螺纹槽201中，让封盖22贴合在测量刻度板21的一侧并对静磁栅标尺2的开口处进行封堵，完成了静磁栅标尺2的组装，并且，先由环形支耳221对螺纹槽201中的密封圈23进行挤压，再由封盖22对静磁栅标尺2开口处的密封圈23进行挤压，可以对封盖22和静磁栅标尺2之间的缝隙进行密封，能够起到双重密封的效果，避免了因水、灰尘从缝隙中进入静磁栅标尺2内部影响霍尔开关型传感器和嵌入式后微电脑处理器arm芯片系统集成使用的情况发生，密封性强。
40.在一个实施例中，在对静磁栅标尺2进行安装时，先拧动紧固螺栓24，将紧固螺栓24安装在连接板4内部，让连接板4和封盖22形成一体，再将静磁栅标尺2的两端分别卡合在滑座11两端的固定框12中，让连接板4紧贴在固定框12的侧壁，让两个连接板4对滑座11两端的固定框12进行夹持，再拧动定位螺栓41，将定位螺栓41安装在固定框12内部，即可将静磁栅标尺2安装在安装座1上进行使用，稳固性强。
41.结合图2和图7所示，静磁栅测量杆3的内壁位于测量板31的上方设置有限位座37，限位座37的内部开设有夹槽371，螺杆351滑动在夹槽371的内部，且限位座37的下端面紧贴在连接座32的上端面。
42.在一个实施例中，在将测量板31安装进入静磁栅测量杆3内部时，向静磁栅测量杆3内部滑动测量板31，可让位于各个连接座32上方的部分螺杆351和螺母352在夹槽371中滑动，不会让螺杆351和螺母352与限位座37、静磁栅测量杆3内壁发生干涉，有利于测量板31安装工作的进行，同时，限位座37紧贴在连接座32的上端面限定测量板31的位置，能够防止因测量板31在静磁栅测量杆3内部晃动而影响测量结果准确性的情况发生，实现了对测量板31的限位。
43.本发明的工作原理是：在对磁钢33进行等距排列时，先将插板34插入插槽321中，再根据刻度表342上的刻度来控制插板34插入插槽321中的长度，再向上拉动螺杆351，让限位板35紧贴在滑槽341的内壁，再拧动螺杆351上的螺母352，让螺母352紧贴在连接座32的上端面，可以将插板34和连接座32串联在螺杆351上限定插板34在插槽321中的位置，完成了对相邻的两个连接座32的安装，能够对两个磁钢33之间的距离进行限定，让磁钢33排列的位置更加精确，避免了因磁钢33安装位置偏移而导致测量结果出现误差的情况发生，保证了测量结果的精确性，并且，在后期维修、保养测量板31时，由于各个连接座32之间的距离不会发生改变，而各磁钢33在连接座32上的安装位置是不变的，只需要将连接座32上损坏的磁钢33拆卸下来进行更换或维护，即可完成测量板31的维修、保养，避免了需要重新等距排列磁钢33的麻烦出现，省时省力。
44.在对静磁栅标尺2进行安装时，先将测量刻度板21插入静磁栅标尺2内部，再将连接板4套设在静磁栅标尺2的外部，再拧动封盖22将环形支耳221安装在螺纹槽201中，让封盖22贴合在测量刻度板21的一侧并对静磁栅标尺2的开口处进行封堵，完成了静磁栅标尺2的组装，并且，先由环形支耳221对螺纹槽201中的密封圈23进行挤压，再由封盖22对静磁栅标尺2开口处的密封圈23进行挤压，可以对封盖22和静磁栅标尺2之间的缝隙进行密封，能够起到双重密封的效果，避免了因水、灰尘从缝隙中进入静磁栅标尺2内部影响霍尔开关型传感器和嵌入式后微电脑处理器arm芯片系统集成使用的情况发生，密封性强，最后，再依次将连接板4、封盖22固定在固定框12上，完成静磁栅标尺2的安装，稳固性强。
45.在使用静磁栅直线位移传感器时，静磁栅测量杆3在滑座11的内部滑动，由静磁栅标尺2中的测量刻度板21对静磁栅测量杆3的位置进行感应，能够通过测量刻度板21中嵌入式后微电脑处理器arm芯片系统和霍尔传感器阵列组成的位移采集系统对连接座32上的磁钢33的位置进行检测，嵌入式后微电脑处理器arm芯片系统和霍尔传感器阵列组成的位移采集系统采用了2级74hc138d译码器分别选通的方式，第1级的74hc138d译码器控制4组第2级74hc138d的选通，第2级每组74hc138d控制8个霍尔传感器的电源选通，arm单片机采用扫描的方式依次选通每组中的每个传感器的电源，然后读取传感器的输出信号并存储到相应的数组中，全部扫描完毕后根据读取到的磁钢33状态计算出所有磁钢33的位置，然后将所计算出的磁钢33位置信息和静磁栅标尺2内的固定位置编码阵列信息相对比，进而判断出当前的位移信息，完成了测量工作，而且，传感器输出可选择4-20ma模拟量输出、rs485接口、ssi接口，rs485直接标准modbus协议，输出方式多样化，性能稳定、采集迅速，满足现场和plc、pc机等各种设备连接，适用性强。
46.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。