位置檢測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種位置檢測(cè)裝置，其包括：驅(qū)動(dòng)電路、位移檢測(cè)電路和誤差放大電路；位移檢測(cè)電路包括電位器，電位器的滑動(dòng)觸頭與電動(dòng)機(jī)輸出端的位移連桿和誤差放大電路的正輸入端相接；電位器的電阻兩側(cè)連線連接誤差放大電路的負(fù)輸入端；誤差放大電路的輸出端連接驅(qū)動(dòng)電路；驅(qū)動(dòng)電路包括與電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)控制引線相連的控制回路和與電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制引線相連的控制回路。本實(shí)用新型通過(guò)位移檢測(cè)電路與發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路相結(jié)合，能夠根據(jù)電位器的阻值變化跟蹤電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的位移，并將阻值變化轉(zhuǎn)換成與之成正比變化的輸出電壓信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)誤差。可見(jiàn)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其不僅具有壽命長(zhǎng)，成本低的特點(diǎn)，而且還能夠精確控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)誤差。
【專利說(shuō)明】位置檢測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量技術(shù)，尤其涉及一種位置檢測(cè)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷發(fā)展，工業(yè)化生產(chǎn)部件的位置檢測(cè)控制越來(lái)越顯得重要。如今位移檢測(cè)控制技術(shù)已經(jīng)覆蓋了許多工業(yè)部門(mén)，諸如電力、石油、化工、紡織、冶金等領(lǐng)域。
[0003]目前，位置檢測(cè)裝置大多采用線繞型電阻器的接觸式結(jié)構(gòu)，這種滑動(dòng)接觸結(jié)構(gòu)的位置檢測(cè)裝置不僅機(jī)械壽命較短，而且成本較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題與缺陷，本實(shí)用新型提供一種位置檢測(cè)方法和裝置，其不僅具有壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低的特點(diǎn)，而且能夠精確控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)誤差。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型提供一種位置檢測(cè)裝置，其包括:
[0007]位移檢測(cè)電路和誤差放大電路；
[0008]所述誤差放大電路包括放大器；
[0009]所述位移檢測(cè)電路，包括電位器，所述電位器的滑動(dòng)觸頭與電動(dòng)機(jī)輸出端的位移連桿和所述誤差放大電路中的放大器的正輸入端相接；所述電位器的電阻兩側(cè)連線連接所述放大器的負(fù)輸入端；
[0010]所述放大器的輸出端接所述誤差放大電路的輸出引線。
[0011]更進(jìn)一步地，所述位置檢測(cè)裝置還包括設(shè)置有控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的控制回路和控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制回路的驅(qū)動(dòng)電路。
[0012]更進(jìn)一步地,所述驅(qū)動(dòng)電路具體包括:
[0013]第一電源V1、第二電源V2、第一晶體管Trl、第二晶體管Tr2和電阻R6 ；
[0014]所述第一電源Vl的正極連接第一晶體管Trl的集電極，第一晶體管Trl的發(fā)射極連接所述電動(dòng)機(jī)的控制引線和第二晶體管Tr2的發(fā)射極，并連接到電阻R6的一端；第一晶體管Trl的基極與第二晶體管Tr2的基極相連并接到電阻R6的另一端；該電阻R6的另一端接所述誤差放大電路；第二晶體管Tr2的集電極連接到第二電源V2的負(fù)極；第二電源V2的正極與第一電源Vl的負(fù)極相連，并連接到所述電動(dòng)機(jī)的另一根控制引線。
[0015]更進(jìn)一步地，所述誤差放大電路具體包括:
[0016]電阻R5、電阻R7、電阻Ra、電阻Rb和放大器OP ；
[0017]所述電阻R5的一端連接驅(qū)動(dòng)電路中的電阻R6的另一端，電阻R5的另一端連接放大器OP的輸出端；放大器OP的負(fù)輸入端連接電阻Ra的一端，電阻Ra的另一端引出導(dǎo)線接所述位移檢測(cè)電路的高電位輸出端；所述放大器OP的正輸入端連接電阻Rb的一端，電阻Rb的另一端引出導(dǎo)線接位移檢測(cè)電路的低電位輸出端。[0018]更進(jìn)一步地，所述位移檢測(cè)電路具體包括:
[0019]第三電源V3、電阻R1、滑動(dòng)變阻器R2、電位器Rp的電阻R3和電阻R4 ；
[0020]所述第三電源V3的正極連接滑動(dòng)變阻器R2 —端并同時(shí)連接電位器的電阻R3的一端；第三電源V3的負(fù)極連接電阻Rl的一端并同時(shí)連接電位器的電阻R4的一端；電位器的滑動(dòng)觸頭Rp連接電動(dòng)機(jī)側(cè)的位移連桿并連接該位移檢測(cè)電路的高電位輸出端；電阻Rl的另一端和滑動(dòng)變阻器R2的另一端相連，并連接位移檢測(cè)電路的低電位輸出端。
[0021]更進(jìn)一步地，所述電位器的總電阻Rp與電阻R3和電阻R4之間的關(guān)系滿足:RP=R3+R4。
[0022]由本實(shí)用新型上述方案可以看出，通過(guò)本實(shí)用新型的位移檢測(cè)電路與發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路相結(jié)合，能夠根據(jù)電位器的阻值變化跟蹤電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的位移，并將電位器的阻值變化轉(zhuǎn)換成與之成正比變化的輸出電壓信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)誤差?？梢?jiàn)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其不僅具有壽命長(zhǎng)，成本低的特點(diǎn)，而且還能夠精確控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)誤差。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型中的一種位置檢測(cè)裝置的等效電路圖；
[0024]圖2是本實(shí)用新型的一種位置檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本實(shí)用新型專利的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型專利作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0026]本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供了一種位置檢測(cè)裝置，其基本原理如圖1所示，位移檢測(cè)電位器的滑動(dòng)觸頭與電動(dòng)機(jī)的輸出位移連桿相連，利用電位器的阻值變化跟蹤電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的位移，并將電位器的阻值變化轉(zhuǎn)換成與之成正比變化的輸出電壓信號(hào)，然后與發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路相結(jié)合，控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)誤差。
[0027]上述位置檢測(cè)裝置的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括:驅(qū)動(dòng)電路101、誤差放大電路102和位移檢測(cè)電路103。
[0028]驅(qū)動(dòng)電路為雙電源正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電路，其由2個(gè)控制回路組成，其中一個(gè)是與電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)控制引線相連的控制回路，另一個(gè)是與電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制引線相連的控制回路。具體包括:第一電源V1、第二電源V2、第一晶體管Trl、第二晶體管Tr2和電阻R6。其連接關(guān)系如下:第一電源Vl的正極連接第一晶體管Trl的集電極，第一晶體管Trl的發(fā)射極連接電動(dòng)機(jī)的正極引出導(dǎo)線和第二晶體管Tr2的發(fā)射極，并連接到電阻R6的一端；第一晶體管Trl的基極與第二晶體管Tr2的基極相連并接到電阻R6的另一端；該電阻R6的另一端接誤差放大電路；第二晶體管Tr2的集電極連接到第二電源V2的負(fù)極；第二電源V2的正極與第一電源Vl的負(fù)極相連，并連接到電動(dòng)機(jī)的另一根引出導(dǎo)線上。
[0029]誤差放大電路包括:電阻R5、電阻R7、電阻Ra、電阻Rb和放大器0P。其中電阻R5的一端連接驅(qū)動(dòng)電路中的電阻R6的另一端，電阻R5的另一端連接放大器OP的輸出端；放大器OP的負(fù)輸入端連接電阻Ra的一端，電阻Ra的另一端引出導(dǎo)線接位移檢測(cè)電路的高電位輸出端；放大器OP的正輸入端連接電阻Rb的一端，電阻Rb的另一端引出導(dǎo)線接位移檢測(cè)電路的低電位輸出端。[0030]位移檢測(cè)電路為由第三電源V3、電阻Rl、滑動(dòng)變阻器R2、電位器Rp的電阻R3和電阻R4構(gòu)成的橋式電路，其中電位器的總電阻RP=R3+R4。該位移檢測(cè)電路的連接關(guān)系如下:[0031]第三電源V3的正極連接滑動(dòng)變阻器R2—端并同時(shí)連接電位器的電阻R3的一端；第三電源V3的負(fù)極連接電阻Rl的一端并同時(shí)連接電位器的電阻R4的一端；電位器的滑動(dòng)觸頭Rp連接電動(dòng)機(jī)側(cè)的位移連桿并連接該位移檢測(cè)電路的高電位輸出端；電阻Rl的另一端和滑動(dòng)變阻器R2的另一端相連，并連接位移檢測(cè)電路的低電位輸出端。
[0032]在該橋式位移檢測(cè)電路中，電位器Rp中相連接的電阻R3和電阻R4中點(diǎn)處的電壓值作為基準(zhǔn)電壓，用滑動(dòng)變阻器R2進(jìn)行位置平衡設(shè)定。I^=R1/(R2+R3)為計(jì)算正方向偏移的公式，L&=R4/ (R3+R4)為計(jì)算反方向偏移的公式，橋式平衡條件R4 (R1+R2) =Rl (R3+R4)也為位置檢測(cè)平衡條件。初次使用時(shí)，調(diào)整電位器Rp的滑動(dòng)觸頭，使其指向電阻R3和電阻R4中點(diǎn)處，使得R3=R4，以保證基準(zhǔn)電壓；然后改變滑動(dòng)變阻器R2的有效阻值，使上述橋式位移檢測(cè)電路滿足橋式平衡條件。
[0033]上述位置檢測(cè)裝置的工作原理如下:
[0034]在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中齒輪有角度發(fā)生偏移時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)齒輪齒條傳動(dòng)裝置帶動(dòng)位移連桿移動(dòng)，位移連桿與電位器Rp的滑動(dòng)觸頭連接，這樣位移連桿發(fā)生位移的同時(shí)，滑動(dòng)觸頭Rp也會(huì)隨之發(fā)生位移變化，這樣滑動(dòng)觸頭Rp兩側(cè)的電阻R3和電阻R4的阻值也會(huì)隨之發(fā)生變化。
[0035]在橋式位移檢測(cè)電路中，當(dāng)滿足R4(R1+R2)=R1 (R3+R4)這個(gè)式子時(shí)，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中齒輪沒(méi)有發(fā)生角度位移。當(dāng)電位器發(fā)生位移變化時(shí)，橋式位移檢測(cè)電路的平衡條件肯定被破壞，如果因齒輪旋轉(zhuǎn)角度的變化使R3減小，則Rb的電壓就會(huì)大于Ra的電壓(即Vb>Va)，二者之間出現(xiàn)偏差電壓Ve。誤差放大電路中的運(yùn)算放大器將二者的偏差電壓Ve進(jìn)行放大,在放大器的輸出端產(chǎn)生很大的增益(+ )電壓。由于放大器輸出端的電壓增高，使第一晶體管Trl導(dǎo)通，電流方向如圖中的il所示，這時(shí)電動(dòng)機(jī)所承受電壓為+V0，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。
[0036]電動(dòng)機(jī)逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，電位器RP的滑動(dòng)觸頭向電阻R4方向移動(dòng)，這時(shí)，電阻R3和電阻R4的關(guān)系為:R3>R4。隨著電位器RP的滑動(dòng)觸頭的移動(dòng)，偏差電壓Ve逐漸減小，直至Vb=Va，使偏差電壓Ve=O,這時(shí)，誤差放大電路中的放大器的輸出電壓信號(hào)VO亦變?yōu)?，使第一晶體管Trl關(guān)斷，電動(dòng)機(jī)也因此停止，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的位置也被調(diào)回原處。
[0037]與上述情況相反，如果齒輪旋轉(zhuǎn)角度的變化使R4減小，此時(shí)Vb〈Va，偏差電壓Ve變?yōu)樨?fù)值，誤差放大電路中的放大器的輸出電壓VO亦變?yōu)樨?fù)值，使第一晶體管Trl關(guān)斷，而第二晶體管Tr2導(dǎo)通，這時(shí)，電動(dòng)機(jī)將沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。與此同時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)電位器的滑動(dòng)觸頭向相反方向移動(dòng)。隨著電位器的滑動(dòng)觸頭的移動(dòng)，偏差電壓Ve逐漸減小，直至Vb=Va,使偏差電壓Ve=O,誤差放大電路中的放大器的輸出電壓信號(hào)VO亦變?yōu)?，這時(shí)第二晶體管Tr2關(guān)斷，電動(dòng)機(jī)也因此停轉(zhuǎn)，此時(shí)電動(dòng)機(jī)的位置也被調(diào)回原處。
[0038]如果電動(dòng)機(jī)的速度很快，與位置給定的電位器的滑動(dòng)觸頭將同時(shí)移動(dòng)，幾乎沒(méi)有時(shí)間上的延遲，因此與電位器聯(lián)動(dòng)的位移連桿的位移量與位移檢測(cè)電路的滑動(dòng)觸頭的輸出電壓信號(hào)成正比變化，能夠?qū)崿F(xiàn)位置控制與檢測(cè)。
[0039]由本實(shí)用新型上述方案可以看出，通過(guò)本實(shí)用新型的位移檢測(cè)電路與發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路相結(jié)合，能夠根據(jù)電位器的阻值變化跟蹤電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的角位移，并將電位器的阻值變化轉(zhuǎn)換成與之成正比變化的輸出電壓信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)誤差。可見(jiàn)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其不僅具有壽命長(zhǎng)，成本低的特點(diǎn)，而且還能夠精確控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)誤差。
[0040]雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但實(shí)施例并不是用來(lái)限定本實(shí)用新型的。在不脫離本實(shí)用新型之精神和范圍內(nèi)，所做的任何等效變化或潤(rùn)飾，同樣屬于本實(shí)用新型之保護(hù)范圍。因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求所界定的內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述位置檢測(cè)裝置包括: 位移檢測(cè)電路和誤差放大電路； 所述誤差放大電路包括放大器； 所述位移檢測(cè)電路，包括電位器，所述電位器的滑動(dòng)觸頭與電動(dòng)機(jī)輸出端的位移連桿和所述誤差放大電路中的放大器的正輸入端相接；所述電位器的電阻兩側(cè)連線連接所述放大器的負(fù)輸入端； 所述放大器的輸出端接所述誤差放大電路的輸出引線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述位置檢測(cè)裝置還包括:設(shè)置有控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的控制回路和控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制回路的驅(qū)動(dòng)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路具體包括: 第一電源V1、第二電源V2、第一晶體管Trl、第二晶體管Tr2和電阻R6 ； 所述第一電源Vl的正極連接第一晶體管Trl的集電極，第一晶體管Trl的發(fā)射極連接所述電動(dòng)機(jī)的控制引線和第二晶體管Tr2的發(fā)射極，并連接到電阻R6的一端；第一晶體管Trl的基極與第二晶體管Tr2的基極相連并接到電阻R6的另一端；該電阻R6的另一端接所述誤差放大電路；第二晶體管Tr2的集電極連接到第二電源V2的負(fù)極；第二電源V2的正極與第一電源Vl的負(fù)極相連，并連接到所述電動(dòng)機(jī)的另一根控制引線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述誤差放大電路具體包括: 電阻R5、電阻R7、電阻Ra、電阻Rb和放大器OP ； 所述電阻R5的一端連接驅(qū)動(dòng)電路中的電阻R6的另一端，電阻R5的另一端連接放大器OP的輸出端；放大器OP的負(fù)輸入端連接電阻Ra的一端，電阻Ra的另一端引出導(dǎo)線接所述位移檢測(cè)電路的高電位輸出端；所述放大器OP的正輸入端連接電阻Rb的一端，電阻Rb的另一端引出導(dǎo)線接位移檢測(cè)電路的低電位輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述位移檢測(cè)電路具體包括: 第三電源V3、電阻R1、滑動(dòng)變阻器R2、電位器Rp的電阻R3和電阻R4 ； 所述第三電源V3的正極連接滑動(dòng)變阻器R2 —端并同時(shí)連接電位器的電阻R3的一端；第三電源V3的負(fù)極連接電阻Rl的一端并同時(shí)連接電位器的電阻R4的一端；電位器的滑動(dòng)觸頭Rp連接電動(dòng)機(jī)側(cè)的位移連桿并連接該位移檢測(cè)電路的高電位輸出端；電阻Rl的另一端和滑動(dòng)變阻器R2的另一端相連，并連接位移檢測(cè)電路的低電位輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的位置檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電位器的總電阻Rp與電阻R3和電阻R4之間的關(guān)系滿足:RP=R3+R4。
【文檔編號(hào)】H02P1/22GK203537280SQ201320656662
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】蔡普申, 王啟銀, 武登峰, 王森, 楊永剛, 呂利軍, 羅文杰, 任建業(yè) 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 山西省電力公司大同供電分公司