專利名稱：位置標(biāo)志傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種位置標(biāo)志傳感器，特別適用于淬火探頭位置標(biāo)志，屬于傳感器類。
目前國(guó)內(nèi)外沿用的淬火探頭位標(biāo)采用機(jī)械裝置產(chǎn)生。如國(guó)際熱處理權(quán)威機(jī)構(gòu)英國(guó)WOLFSON熱處理中心1983年11月23日在熱處理技術(shù)進(jìn)展討論會(huì)上發(fā)表的“WOLFSON工程組的淬火試驗(yàn)儀器和結(jié)果分析”中試驗(yàn)裝置在爐子出口處安裝了位標(biāo)起動(dòng)機(jī)械裝置，如附

圖1所示。
其中1為熱探測(cè)器2為探頭3為放試驗(yàn)油的容器4為爐子隔熱管5為熱均勻區(qū)6為間隙標(biāo)記用的機(jī)械裝置7為處于淬火介質(zhì)中的探頭由于機(jī)械類開(kāi)關(guān)存在開(kāi)關(guān)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，而且不夠穩(wěn)定，特別易受周?chē)h(huán)境溫度、濕度、振動(dòng)和機(jī)械磨損等因素的影響，以及與探頭托架的機(jī)械聯(lián)接要求較高的缺點(diǎn)，會(huì)影響淬火介質(zhì)冷卻速度的起始重復(fù)性，影響測(cè)量準(zhǔn)確性。
本實(shí)用新型的目的正是為了克服上述缺點(diǎn)而采用非接觸式電磁轉(zhuǎn)換方式來(lái)確定探頭位置標(biāo)志，這種傳感器準(zhǔn)確性高，重復(fù)性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易行。
附圖1為WOLFSON工程組試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖。
本實(shí)用新型的原理方框圖如附圖2所示附圖2為位標(biāo)傳感器的原理方框圖，其中8－穩(wěn)頻晶振產(chǎn)生器9－鑒頻器10－選頻回路11－檢波及穩(wěn)零放大器12－探頭位標(biāo)指示器13－電磁換能電感本實(shí)用新型利用電磁換能原理，當(dāng)銀質(zhì)探頭穿越電磁換能電感(13)時(shí)，由于銀的相對(duì)導(dǎo)磁率逆μr＜1電感量要減小，減小程度與探頭穿越線圈的深度成反比。當(dāng)采用鋼質(zhì)探頭時(shí)，由于鋼的導(dǎo)磁率μr＞1電感量增加。本實(shí)用新型正是利用電磁換能電感L(13)與電容器C1(14)構(gòu)成LC選頻回路，在探頭未穿越時(shí)，LC1選頻回路調(diào)諧在穩(wěn)頻晶振頻率fo附近，當(dāng)銀質(zhì)探頭穿越時(shí)，選頻回路的諧振曲線會(huì)隨著探頭穿越深度的不斷增加而逐漸向頻率高端移動(dòng)。如附圖3中由f1－f2－f3移動(dòng)。對(duì)于穩(wěn)頻晶振的輸出fo意味著它的輸出電壓隨著探頭穿越深度的不斷增加而逐漸減小，這就是電磁轉(zhuǎn)換過(guò)程。
上述電磁轉(zhuǎn)換是通過(guò)選頻回路(10)完成的，它是利用選頻回路諧振曲線，起到鑒頻作用，使頻率變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓?br> 因?yàn)樘筋^在空間的每個(gè)確定位置都和穩(wěn)定晶頻fo的確定輸出電壓值相對(duì)應(yīng)，所以鑒頻器(9)的輸出電壓值就是探頭空間位置的標(biāo)志。
鑒頻器(9)是由LC1選頻回路(10)和檢波、穩(wěn)零放大器(11)組成。LC1選頻回路(10)輸出的較小電壓變化值(壓差)，經(jīng)檢波穩(wěn)零放大器(11)放大，以提高位標(biāo)傳感器的靈敏度。
只要選頻回路(10)諧振曲線的線性段選得恰當(dāng)，可以做到傳感器的輸出電壓和探頭的空間位置成線性關(guān)系。
本實(shí)用新型的原理電路圖如附圖4所示，其中CRY為穩(wěn)頻晶體振蕩器(8)，它輸出頻率為fo穩(wěn)頻振蕩，經(jīng)過(guò)LC1選頻回路后，由C2輸出到檢波器DR1變成直流信號(hào)，經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管T2的放大后，輸出到探頭位標(biāo)指示器(12)進(jìn)行指示。
為了直流放大器的穩(wěn)零，采用恒流源T1作為T(mén)2的負(fù)載。
本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的元器件如下CRY－40MHZ穩(wěn)頻晶振C1－3－16P空氣可變電容C2－470PFR1－100MΩR2－100ΩR3－1KΩR4－6.4KΩD－2AK10T1、T2－3DJ7GV－3V表頭L－0.89μH本實(shí)用新型的外形結(jié)構(gòu)圖如附圖5所示其中13是電磁換能電感15為電路屏蔽盒16為位標(biāo)電壓輸出電纜12為探頭位標(biāo)指示器17為5V電源輸入本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和效果位標(biāo)傳感器現(xiàn)已用于北京理工大學(xué)研制的JGS－860淬火介質(zhì)冷卻速度測(cè)試儀中。它給測(cè)試儀提供采集探頭溫度的起動(dòng)信號(hào)。經(jīng)試驗(yàn)取得了如下效果1、機(jī)械安裝簡(jiǎn)單，只需將電磁換能電感L(13)安裝在爐子出口處(安裝也無(wú)嚴(yán)格要求)，別無(wú)其它機(jī)械安裝要求。
2、靈敏度高(50mv／m.m)響應(yīng)時(shí)間快，所以采集起動(dòng)的重復(fù)性極佳。
3、本實(shí)用新型只響應(yīng)電壓差值，所以可消除由于溫度、濕度零漂移引起的起動(dòng)誤差，因此位標(biāo)傳感器的穩(wěn)定性好。
4、位標(biāo)傳感器易與計(jì)算機(jī)配合，在轉(zhuǎn)換的有效范圍內(nèi)，采集的起動(dòng)時(shí)間可由軟件任意選擇，而無(wú)需更改位標(biāo)傳感器的空間位置。
權(quán)利要求1.一種位置標(biāo)志傳感器，它由穩(wěn)頻晶體振蕩器(8)、鑒頻器(9)、電磁換能電感(13)和探頭位標(biāo)指示器(12)組成，其特征在于①鑒頻器(9)由LC1選頻回路和檢波穩(wěn)零放大器(11)構(gòu)成，檢波器由二極管D和R1并聯(lián)，穩(wěn)零放大器(11)用恒流源T1作為放大器T2的負(fù)載；②穩(wěn)頻晶體振蕩器(8)，鑒頻器(9)封裝在一個(gè)電路屏蔽盒(15)中，電磁換能電感(13)露在屏蔽盒(15)的外邊。
專利摘要位置標(biāo)志傳感器，屬于傳感器類。本實(shí)用新型采用非接觸式電磁轉(zhuǎn)換方式來(lái)確定探頭位置標(biāo)志，克服了機(jī)械類開(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)。它由穩(wěn)頻晶振產(chǎn)生器，鑒頻器、探頭位標(biāo)指示器和電磁換能電感組成。本實(shí)用新型具有安裝簡(jiǎn)單，靈敏度高，采集起動(dòng)的重復(fù)性好，便于與計(jì)算機(jī)配合等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01B7/02GK2056240SQ8920394
公開(kāi)日1990年4月18日 申請(qǐng)日期1989年4月8日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月8日
發(fā)明者區(qū)健昌 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)