基于螺旋電阻器的位移測量裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生命健康技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于螺旋電阻器的位移測量裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，可變電阻器應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，例如可以改變信號發(fā)生器的特性、使燈光變暗、啟動電動機或控制它的轉(zhuǎn)速等，其通常包括電阻體、活動觸片和三個引腳。其中兩個固定引腳接電阻體兩端，另一個引腳(中心抽頭)接活動觸片，活動觸片沿電阻體直線運動，以改變電阻體兩端的電阻。在精密控制和精密測量領(lǐng)域，現(xiàn)有的可變電阻器很難滿足其精度的需求；而對于被測對象位移的測量，通常所采用的方法也只是直觀的測距方法，并不能實現(xiàn)高精度的位移測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于螺旋電阻器的位移測量裝置，實現(xiàn)對被測對象的位移的高精度測量。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于螺旋電阻器的位移測量裝置，所述基于螺旋電阻器的位移測量裝置包括位置感應(yīng)模塊、控制模塊、驅(qū)動模塊和螺旋軌道電阻:
[0005]所述位置感應(yīng)模塊，與所述控制模塊連接，用于感應(yīng)被測對象的位置信號，并將所述位置信號發(fā)送至所述控制模塊；
[0006]所述控制模塊，與所述驅(qū)動模塊連接，用于根據(jù)所述位置信號控制所述驅(qū)動模塊帶動所述螺旋軌道電阻運動；以及，根據(jù)螺旋軌道電阻的輸出電阻值確定被測對象的當(dāng)前位置值，并根據(jù)所述被測對象的當(dāng)前位置值以及被測對象的初始位置值確定所述被測對象的位移偏移量；
[0007]所述螺旋軌道電阻，與所述驅(qū)動模塊連接，在所述驅(qū)動模塊的驅(qū)動下運動改變輸出電阻值，以確定被測對象的當(dāng)前位置值。
[0008]優(yōu)選地，所述控制模塊具體用于:
[0009]獲取所述被測對象的初始位置值及對應(yīng)的初始電阻值，根據(jù)螺旋軌道電阻的輸出電阻值與被測對象的位置值的對應(yīng)關(guān)系，確定所述被測對象的當(dāng)前位置值；
[0010]根據(jù)所述被測對象的當(dāng)前位置值以及被測對象的初始位置值之間的距離，確定所述被測對象的位移偏移量。
[0011]優(yōu)選地，所述螺旋軌道電阻包括電阻本體、電阻配合體和電阻指針:
[0012]所述電阻本體表面設(shè)置有第一螺紋；所述電阻配合體套設(shè)在所述電阻本體上，所述電阻配合體設(shè)置有與所述第一螺紋適配的第二螺紋；所述電阻指針的第一端固定于所述電阻配合體上，所述電阻指針的第二端與所述第一螺紋的表面接觸；
[0013]所述電阻本體與所述驅(qū)動模塊連接，在所述驅(qū)動模塊的驅(qū)動下帶動所述電阻配合體運動，所述電阻配合體帶動所述電阻指針沿所述第一螺紋的表面移動，以改變所述螺旋軌道電阻的輸出電阻值。
[0014]優(yōu)選地，所述基于螺旋電阻器的位移測量裝置還包括與所述驅(qū)動模塊連接的減速模塊，所述減速模塊用于減小所述驅(qū)動模塊轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速。
[0015]優(yōu)選地，所述基于螺旋電阻器的位移測量裝置還包括信號處理模塊，所述螺旋軌道電阻的輸出端與所述信號處理模塊的輸入端電連接，所述信號處理模塊的輸出端與所述控制模塊電連接，所述信號處理模塊用于對所述輸出電阻值進行信號轉(zhuǎn)換、信號放大和A/D轉(zhuǎn)換。
[0016]此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種使用基于螺旋電阻器的位移測量裝置的位移測量方法，所述位移測量方法包括如下步驟:
[0017]位置感應(yīng)模塊感應(yīng)被測對象的位置信號，并將所述位置信號發(fā)送至控制模塊；
[0018]控制模塊根據(jù)所述位置信號控制驅(qū)動模塊帶動螺旋軌道電阻運動，以改變所述螺旋軌道電阻的輸出電阻值；
[0019]當(dāng)所述螺旋軌道電阻停止運動時，控制模塊根據(jù)螺旋軌道電阻的輸出電阻值確定被測對象的當(dāng)前位置值，并根據(jù)所述被測對象的當(dāng)前位置值以及被測對象的初始位置值確定所述被測對象的位移偏移量。
[0020]優(yōu)選地，所述控制模塊根據(jù)螺旋軌道電阻的輸出電阻值確定被測對象的當(dāng)前位置值，并根據(jù)所述被測對象的當(dāng)前位置值以及被測對象的初始位置值確定所述被測對象的位移偏移量的步驟包括:
[0021]獲取所述被測對象的初始位置值及對應(yīng)的初始電阻值，根據(jù)螺旋軌道電阻的輸出電阻值與被測對象的位置值的對應(yīng)關(guān)系，確定所述被測對象的當(dāng)前位置值；
[0022]根據(jù)所述被測對象的當(dāng)前位置值以及被測對象的初始位置值之間的距離，確定所述被測對象的位移偏移量。
[0023]優(yōu)選地，所述螺旋軌道電阻包括電阻本體、電阻配合體和電阻指針；所述電阻本體表面設(shè)置有第一螺紋；所述電阻配合體套設(shè)在所述電阻本體上，所述電阻配合體設(shè)置有與所述第一螺紋適配的第二螺紋；所述電阻指針的第一端固定于所述電阻配合體上，所述電阻指針的第二端與所述第一螺紋的表面接觸；
[0024]所述控制模塊根據(jù)所述位置信號控制驅(qū)動模塊帶動螺旋軌道電阻運動，以改變所述螺旋軌道電阻的輸出電阻值的步驟包括:
[0025]控制模塊根據(jù)所述位置信號控制驅(qū)動模塊帶動所述螺旋軌道電阻的電阻本體運動；
[0026]所述電阻配合體在所述電阻本體的帶動下運動，帶動所述電阻指針沿所述第一螺紋的表面移動，以改變所述螺旋軌道電阻的輸出電阻值。
[0027]優(yōu)選地，所述基于螺旋電阻器的位移測量方法還包括如下步驟:
[0028]信號處理模塊對螺旋軌道電阻的輸出電阻值進行信號轉(zhuǎn)換、信號放大和A/D轉(zhuǎn)換。
[0029]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，通過位置感應(yīng)模塊在被測動象移動時感應(yīng)被測對象的位置信號并發(fā)送至控制模塊，控制模塊根據(jù)位置信號控制驅(qū)動模塊帶動螺旋軌道電阻運動，并在被測對象停止移動時根據(jù)螺旋軌道電阻的輸出電阻值確定被測對象的當(dāng)前位置值，最終根據(jù)被測對象的當(dāng)前位置值以及被測對象的初始位置值確定被測對象的位移偏移量。根據(jù)螺旋軌道電阻的輸出電阻值與被測對象的位置的對應(yīng)關(guān)系確定被測對象的位移，實現(xiàn)了對被測對象的位移的高精度測量。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明基于螺旋電阻器的位移測量裝置第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為圖1中螺旋軌道電阻的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為圖2為中螺旋軌道電阻的電阻本體和電阻配合體配合的優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為本發(fā)明基于螺旋電阻器的位移測量裝置第一實施例的優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為本發(fā)明基于螺旋電阻器的位移測量裝置第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖6為基于螺旋電阻器的位移測量裝置第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖7為本發(fā)明基于螺旋電阻器的位移測量方法第一實施例的流程示意圖；
[0037]圖8為圖7中步驟S20的細(xì)化流程示意圖；
[0038]圖9為圖7中步驟S30的細(xì)化流程示意圖；
[0039]圖10為本發(fā)明基于螺旋電阻器的位移測量方法第二實施例的流程示意圖。
[0040]本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0041]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0042]本發(fā)明提供一種基于螺旋電阻器的位移測量裝置，通過螺旋軌道電阻的輸出電阻值確定被測對象的位移偏移量，以實現(xiàn)對被測對象的位移的高精度測量。
[0043]參照圖1，圖1為本發(fā)明基于螺旋電阻器的位移測量裝置第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]在一實施例中，如圖1所示，基于螺旋電阻器的位移測量裝置包括:位置感應(yīng)模塊10、控制模塊20、驅(qū)動模塊30和螺旋軌道電阻40:
[0045]位置感應(yīng)模塊10，與控制模塊20連接，用于感應(yīng)被測對象的位置信號，并將位置信號發(fā)送至控制模塊20 ;
[0046]控制模塊20，與驅(qū)動模塊30連接，用于根據(jù)位置信號控制驅(qū)動模塊30帶動螺旋軌道電阻40運動；以及，根據(jù)螺旋軌道電阻40的輸出電阻值確定被測對象的當(dāng)前位置值，并根據(jù)被測對象的當(dāng)前位置值以及被測對象的初始位置值確定被測對象的位移偏移量；
[0047]螺旋軌道電阻40，與驅(qū)動模塊30連接，在驅(qū)動模塊30的驅(qū)動下運動改變輸出電阻值，以確定被測對象的當(dāng)前位置值。
[0048]位置感應(yīng)模塊10用于感應(yīng)被測對象所處的當(dāng)前位置，并將感應(yīng)到的位置信號轉(zhuǎn)化為電信號發(fā)送至控制模塊20，被測對象的位置可用相應(yīng)的坐標(biāo)或能夠標(biāo)記位置的記號來表示，該位置感應(yīng)模塊10既可為固定的感應(yīng)裝置，當(dāng)被測對象在一定的范圍內(nèi)移動時，通過位置感應(yīng)模塊10實時記錄被測對象的當(dāng)前位置；位置感應(yīng)模塊10也可為活動設(shè)置，即與被測對象同時移動，并實時記錄被測對象的當(dāng)前位置。
[0049]驅(qū)動模塊30用于驅(qū)動螺旋軌道電阻40運動，該驅(qū)動模塊30可選擇為電機，本實施例中優(yōu)選為步進電機，該步進電機的步長越小，測量精度越高。在設(shè)計時應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)測量精度的要求。在本實施例中，可選擇步進電機的步長為0.5°或0.75°，以保證對被測對象的微小位移的精密測量。
[0050]本實施例中，對被測對象的初始位置進行預(yù)先標(biāo)記，即在初始狀態(tài)下被測對象處于