專利名稱：壓力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1前序中所限定的一種類型的壓力傳感器。
依據(jù)本發(fā)明，借助權(quán)利要求1中列舉的特征解決了這一既定任務(wù)。
壓力傳感器包括一個能承受壓縮空氣作用的閥，該閥包括一個與閥座配合工作的閥體；一個用于改變閥體位置和借此改變閥出口壓力的電機(jī)；一個測量調(diào)節(jié)壓力的傳感元件和一個電子控制器。電機(jī)有一根旋轉(zhuǎn)軸，其旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速由電子控制器依據(jù)調(diào)定的數(shù)值和壓力傳感元件發(fā)送的信號來調(diào)節(jié)。電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)運動，通過一個聯(lián)接器轉(zhuǎn)換閥體的縱向運動?；诒景l(fā)明的壓力傳感器的特征在于在軸和閥體件之間插裝一個彈簧。當(dāng)閥關(guān)閉時，彈簧卸載或輕微預(yù)緊。閥開得越大，彈簧壓縮得越緊，也就是說彈簧向電機(jī)軸施加一個力，該力是閥體位置的函數(shù)，從而向電機(jī)施加機(jī)械載荷。電機(jī)特性的選擇要使該機(jī)械載荷導(dǎo)致電機(jī)不以控制器所給的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，而以比此轉(zhuǎn)速較低的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。對控制器來說，這就意味著使控制特性線性化。閥最好是針閥，電機(jī)最好是直流電機(jī)。
在優(yōu)選實施例中，壓力傳感器包括一個具有壓縮空氣進(jìn)口的閥，它包括一個閥體和一個閥座；一個用于調(diào)節(jié)閥體相對于閥座的位置的直流電機(jī)；將電機(jī)軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成閥體縱向運動的裝置；一個壓力傳感元件；一個依據(jù)壓力傳感元件發(fā)送的信號和給定的壓力值調(diào)節(jié)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速的電子控制器；和一個插裝在電機(jī)軸和閥體之間的彈簧，該彈簧用來依據(jù)閥體的位置形成各種不同的、作用在電機(jī)上的機(jī)械載荷。其中，作用在電機(jī)上的機(jī)械載荷增大將導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速下降(相對于空載運行條件下的轉(zhuǎn)速而言)。
壓力傳感器也可用來使在下游與其連接的一種用于形成真空的裝置中，例如文杜里噴嘴中形成真空。在這種情況下，最好用傳感元件來測量真空度，這樣，調(diào)節(jié)系統(tǒng)不僅包括閥，還包括文杜里噴嘴。
壓力傳感器這個詞的意思，不僅是指產(chǎn)生可控超壓的裝置，而且也指產(chǎn)生可控負(fù)壓或真空的裝置。
附圖

圖1是一種壓力傳感器，和圖2是兩條特性曲線。
電子控制器9在其輸出端輸出直流電，該電流的電流極性決定電機(jī)10的旋轉(zhuǎn)方向，電流比控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。較低的電壓表示電機(jī)10慢速運轉(zhuǎn)，電極10的轉(zhuǎn)速將隨著電壓的增大而增大。電機(jī)10的特征是只有當(dāng)電壓超過閾值時電機(jī)才會運轉(zhuǎn)。
在特性曲線P(Z)圖中，Z值代表閥針14的尖端在縱向軸線Z方向的位置，P值代表文杜里噴嘴2輸出口處的壓力，該特性曲線圖示出了如圖2中的虛線曲線所表示的過程。當(dāng)針閥1關(guān)閉時，Z＝0。在工作范圍內(nèi)，特性曲線急劇地呈現(xiàn)出非線性，這使得動態(tài)控制真空很困難。根據(jù)本發(fā)明，可預(yù)見到向聯(lián)接器12內(nèi)的軸11和閥針14之間插裝一個彈簧20將會向軸11的端面(軸向不動)施加一個大小取決于閥針14位置的力，從而向電機(jī)10機(jī)械加載。當(dāng)Z＝0時，表示彈簧20完全卸載或已經(jīng)被輕微地壓縮。另一方面，當(dāng)Z＝Z1時，彈簧20被相當(dāng)強(qiáng)地壓縮閥針14在從Z＝0到Z＝Z1的工作范圍內(nèi)，作用在電機(jī)10上的載荷呈線性增加。直流電機(jī)10和在閥針14工作范圍內(nèi)彈簧20產(chǎn)生的壓力相互協(xié)調(diào)，以使彈簧20產(chǎn)生的機(jī)械載荷的增加導(dǎo)致電機(jī)10轉(zhuǎn)速的下降。轉(zhuǎn)速下降的程度，一方面取決于彈簧20的彈性常數(shù)，另一方面取決于直流電機(jī)10的特性。因此，當(dāng)選用直流電機(jī)時一旦電機(jī)軸承受機(jī)械載荷，其轉(zhuǎn)速與電機(jī)空載條件下的轉(zhuǎn)速相比將會減小。
在運轉(zhuǎn)過程中，電子控制器9調(diào)節(jié)真空，以便依據(jù)真空傳感元件的信號控制電機(jī)10的旋轉(zhuǎn)方向和調(diào)定轉(zhuǎn)速。隨著閥針14位置的變化，彈簧20向電機(jī)10的軸11機(jī)械加載，因而使電機(jī)10的軸不是以電子控制器9給定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而是以比給定轉(zhuǎn)速低的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。這就導(dǎo)致形成以下控制特性在特性曲線的下區(qū)域內(nèi)，即Z值小的區(qū)域內(nèi)(在圖2的左半?yún)^(qū)域)，作用在電機(jī)10上的載荷相對較小，電機(jī)基本上以給定的調(diào)定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。在特性曲線的上區(qū)域內(nèi)，即Z值相對較大的區(qū)域內(nèi)(在圖2的右半?yún)^(qū)域)，作用在電機(jī)10上的載荷相對較大，電機(jī)以明顯低于調(diào)定轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速運行。對電子控制器9來說，這就相當(dāng)于特性曲線P(Z)的線性化段和特性曲線似乎具有的、如圖2中延長線所表示的那種過程段。由于至少有部分線性特性曲線，在文杜里噴嘴2的第二輸入口6處的真空，就可通過設(shè)計普通的PI控制器來調(diào)節(jié)。
當(dāng)在芯片焊接機(jī)上涂敷粘合劑時，真空源的工作范圍一般在0-70毫巴以內(nèi)。
在沒有文杜里噴嘴的情況下，也可用同樣的結(jié)構(gòu)在針閥1的輸出口4處形成可控超壓。為了達(dá)到這個目的，需要用壓力傳感器代替真空傳感器8來測量針閥1的輸出口4處的壓力，并將該壓力傳遞給控制器9。
權(quán)利要求
1.一種壓力傳感器，其具有一個閥，壓縮空氣可以施加于該閥，該閥具有一個與閥座(13)一同工作的閥體；一臺用于調(diào)節(jié)閥體位置的電機(jī)(10)，由此，電機(jī)(10)的軸(11)的旋轉(zhuǎn)運動借助聯(lián)接器(12)可轉(zhuǎn)換成閥體縱向運動；一個測量被調(diào)壓力的傳感元件和一個電子控制器(9)，其特征在于彈簧(20)插入電機(jī)(10)的軸(11)和閥體之間，由此，彈簧(20)被壓縮成大體上對應(yīng)于閥體的位置，因此，影響施加在電機(jī)(10)上的機(jī)械載荷，其中，作用于電機(jī)(10)上的機(jī)械載荷的增加，會使電機(jī)(10)的速度比空載運行條件下的速度愈加減小。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于，所述的閥是一個針閥(1)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的壓力傳感器，其特征在于，一個用于形成負(fù)壓的裝置被接裝在所述的閥的下游且所述傳感元件測量負(fù)壓。
4.如權(quán)利要求3所述的壓力傳感器，其特征在于，所述的用于形成負(fù)壓的裝置是一個文杜里噴嘴(2)。
全文摘要
一種產(chǎn)生可控負(fù)壓或超壓的壓力傳感器,包括一個能經(jīng)受壓縮空氣作用的閥;一臺調(diào)節(jié)閥體位置的電機(jī)(10);一個用于測量控制壓力的傳感元件和一個電子控制器(9)。閥包括一個與閥座(13)配合工作的閥體。電機(jī)(10)的軸(11)的旋轉(zhuǎn)運動借助聯(lián)軸器(12)被轉(zhuǎn)換閥體的縱向運動。在電機(jī)(10)的軸(11)和閥體之間插裝一個彈簧(20),以便向電機(jī)(10)旋加機(jī)械載荷,從而使電機(jī)(10)達(dá)不到控制器(9)給定的調(diào)定轉(zhuǎn)速而是以較慢轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。施加在電機(jī)(10)上的載荷取決于閥體的位置。對控制器而言,這相當(dāng)于調(diào)節(jié)系統(tǒng)特性曲線的線性化段。
文檔編號G05D16/20GK1385621SQ0211976
公開日2002年12月18日 申請日期2002年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月16日
發(fā)明者歐根·曼哈特 申請人:Esec貿(mào)易公司