一種零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]分體式四冗余位移傳感器廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)略導(dǎo)彈伺服機(jī)構(gòu)和固體運(yùn)載火箭伺服結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，配套用于伺服作動(dòng)器活塞桿線(xiàn)位移測(cè)量與反饋，其可靠性直接影響伺服系統(tǒng)的性能及可靠性。為了提高位移傳感器的可靠性能和零位輸出位置特性滿(mǎn)足新一代固體運(yùn)載火箭和戰(zhàn)略導(dǎo)彈高可靠性和安全性的要求，從冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零位調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)重新進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。
[0003]為了滿(mǎn)足伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)空間和性能指標(biāo)的要求，采用分體式四冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行伺服作動(dòng)器齒條位移的測(cè)量及反饋，達(dá)到高精度，零位位置特性好，質(zhì)量輕，體積小的特點(diǎn)，在航天伺服系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和推廣前景。
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供用以伺服機(jī)構(gòu)和固體運(yùn)載火箭伺服結(jié)構(gòu)系統(tǒng)作動(dòng)器齒條位移的測(cè)量及反饋的零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器，設(shè)于伺服作動(dòng)器殼體內(nèi)部，包括上電阻組件、下電阻組件、上刷握組件及下刷握組件，其中，上電阻組件安裝于伺服作動(dòng)器殼體上側(cè)中間部位，下電阻組件安裝于伺服作動(dòng)器殼體下側(cè)中間部位，上刷握組件和下刷握組件安裝于伺服作動(dòng)器柱塞的齒條上，與柱塞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全一致，上刷握組件與上電阻組件上配合，下刷握組件與下電阻組件相配合。
[0007]所述上電阻組件與下電阻組件具有相同結(jié)構(gòu)，包括骨架、兩條電阻膜、兩條導(dǎo)電條及聚四氟乙烯絕緣線(xiàn)；其中兩條導(dǎo)電條平行固定在骨架中部，兩條導(dǎo)電條的外側(cè)分別設(shè)有兩條電阻膜，每條電阻膜的兩端設(shè)有個(gè)釬焊點(diǎn)，每條電阻膜的中間位置兩端各設(shè)有個(gè)釬焊點(diǎn)，每條導(dǎo)電條的兩端端設(shè)有個(gè)釬焊點(diǎn)，釬焊點(diǎn)之間通過(guò)聚四氟乙烯絕緣線(xiàn)連接。
[0008]上刷握組件和下刷握組件為相同結(jié)構(gòu)，包括刷握、組電刷組件、個(gè)螺釘及個(gè)大螺釘；所述電刷組件包括導(dǎo)電片電刷和導(dǎo)電片，電刷焊接于導(dǎo)電片上，個(gè)螺釘和個(gè)大螺釘將個(gè)導(dǎo)電片固定在刷握上，每個(gè)刷握上設(shè)有組電刷組件。
[0009]所述導(dǎo)電片上的螺釘孔開(kāi)口不在一條線(xiàn)上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有零位為調(diào)節(jié)功能，通過(guò)導(dǎo)電片上的零位調(diào)節(jié)孔調(diào)節(jié)導(dǎo)電片前后的位置，改變電刷在電阻膜上的相對(duì)位置。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
[0011]1.可實(shí)現(xiàn)分體式四冗余零位為調(diào)節(jié)保證零位位置特性好的特點(diǎn)，提高分體式四通道零位不重合性；
[0012]2.可實(shí)現(xiàn)兩冗余結(jié)構(gòu)上串聯(lián)，多冗余電氣上并聯(lián)的模式輸出，提高位移傳感器的可靠性能；
[0013]3.可實(shí)現(xiàn)高精度輸出，四冗余位移傳感器采用直線(xiàn)式結(jié)構(gòu)，印制導(dǎo)電塑料電阻膜，提高了位移傳感器的線(xiàn)性度。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是一種零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是電阻組件示意圖；
[0016]圖3是刷握組件示意圖；
[0017]圖4是電刷組件示意圖；
[0018]圖5是導(dǎo)電片結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖中:1.上電阻組件2.下電阻組件3.上刷握組件4.下刷握組件5.骨架6.聚四氟乙烯絕緣線(xiàn)AF-250A 7X0.12 7.電阻膜8.導(dǎo)電條9.刷握10.電刷組件
11.螺釘12.大螺釘。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種進(jìn)行介紹:
[0021 ] 一種零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器，設(shè)于伺服作動(dòng)器殼體內(nèi)部，包括上電阻組件1、下電阻組件2、上刷握組件3及下刷握組件4，其中，上電阻組件I安裝于伺服作動(dòng)器殼體上側(cè)中間部位，下電阻組件2安裝于伺服作動(dòng)器殼體下側(cè)中間部位，上刷握組件3和下刷握組件4安裝于伺服作動(dòng)器柱塞的齒條上，與柱塞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全一致，上刷握組件3與上電阻組件I上配合，下刷握組件4與下電阻組件2相配合。
[0022]所述上電阻組件I與下電阻組件2具有相同結(jié)構(gòu)，包括骨架5、兩條電阻膜7、兩條導(dǎo)電條8及聚四氟乙烯絕緣線(xiàn)6 ;其中兩條導(dǎo)電條8平行固定在骨架5中部，兩條導(dǎo)電條的外側(cè)分別設(shè)有兩條電阻膜7，每條電阻膜7的兩端設(shè)有2個(gè)釬焊點(diǎn)，每條電阻膜7的中間位置兩端各設(shè)有I個(gè)釬焊點(diǎn)，每條導(dǎo)電條的兩端端設(shè)有I個(gè)釬焊點(diǎn)，釬焊點(diǎn)之間通過(guò)聚四氟乙烯絕緣線(xiàn)6連接。
[0023]上刷握組件3和下刷握組件4為相同結(jié)構(gòu)，包括刷握9、2組電刷組件10、2個(gè)螺釘11及4個(gè)大螺釘12 ;所述電刷組件10包括導(dǎo)電片電刷13和導(dǎo)電片14，電刷13焊接于導(dǎo)電片14上，I個(gè)螺釘11和2個(gè)大螺釘12將I個(gè)導(dǎo)電片14固定在刷握9上，每個(gè)刷握9上設(shè)有2組電刷組件10。
[0024]所述導(dǎo)電片14上的螺釘孔開(kāi)口不在一條線(xiàn)上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有零位為調(diào)節(jié)功能，通過(guò)導(dǎo)電片上的零位調(diào)節(jié)孔調(diào)節(jié)導(dǎo)電片前后的位置，改變電刷在電阻膜上的相對(duì)位置。
[0025]如圖1所示，四冗余角位移傳感器由上電阻組件1，下電阻組件2，上刷握組件3，下刷握組件4等組成，本發(fā)明主要由兩組電阻組件和兩組電刷組件組成，每組電阻組件和電刷組件可單獨(dú)應(yīng)用形成雙冗余位移傳感器，也可以?xún)山M同時(shí)應(yīng)用組成三冗余或四冗余位移傳感器。電阻組件I和電阻組件2安裝于伺服作動(dòng)器殼體上下兩側(cè)中間部位。將兩個(gè)電阻體組件可以行程結(jié)構(gòu)上串聯(lián)的方式連接，可以將四個(gè)通道在電氣上并列連接，行程電氣上的獨(dú)立，提高位移傳感器的可靠性，達(dá)到冗余設(shè)計(jì)目的。
[0026]如圖2所示，電阻組件由骨架5，聚四氟乙烯絕緣線(xiàn)AF-250A 7X0.122，電阻膜6和導(dǎo)電7條組成。骨架5由聚酰亞胺層壓板YB-20加工而成，電阻體由印制導(dǎo)電塑料印制而成，導(dǎo)電條是為引出信號(hào)而專(zhuān)門(mén)設(shè)立的，為避免使用運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線(xiàn)來(lái)引出信號(hào)，在電阻體旁粘貼印制一條長(zhǎng)條導(dǎo)電塑料帶，作為導(dǎo)電條。所有的引出線(xiàn)鉚釘處通過(guò)釬焊后引出線(xiàn)增加了引出線(xiàn)的可靠性。電阻體采用印制導(dǎo)電塑料后提高了傳感器的耐磨性和電阻體阻值的均勻性，為后期傳感器的修刻提供良好的基礎(chǔ)，通過(guò)印制導(dǎo)電塑料成型的電阻體，傳感器的線(xiàn)性度在0.6%以?xún)?nèi)，大大提高了位移傳感器的線(xiàn)性度，傳統(tǒng)電阻體是通過(guò)電阻液在骨架上噴制而成。電阻液是樹(shù)脂和石墨的混合物，樹(shù)脂和石墨按一定配方加入混合溶劑并經(jīng)球磨成為符合要求的導(dǎo)電液，然后，用噴涂法噴在絕緣材料做成的骨架上，經(jīng)多次噴涂、干燥和聚合等工序，制成電阻體，為了使電阻體的性能穩(wěn)定，電阻體還需要經(jīng)過(guò)電、熱老煉等試驗(yàn)。噴制成的電阻體，由于阻值分布不均勻，還要經(jīng)過(guò)線(xiàn)性修刻，最終使線(xiàn)性度達(dá)到1%左右的要求。
[0027]如圖3所示，刷握組件由刷握9，電刷組件10，螺釘11，大螺釘12組成，刷握組件安裝在伺服作動(dòng)器柱塞的齒條上，與柱塞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全一致。刷握的材料為可溶性聚酰亞胺模塑粉模壓塑料YS - 20。如圖4所示電刷由導(dǎo)電片14及電刷絲13組成，導(dǎo)電片材料為鈹青銅，導(dǎo)電片14上焊有電刷絲13，電刷絲13材料為鈀銥合金絲，電刷通過(guò)螺釘11和大螺釘12緊固在刷握上。電刷具有耐磨且富有彈性，在受振動(dòng)、沖擊的情況下，能可靠地工作，穩(wěn)定的輸出。
[0028]如圖5所示，導(dǎo)電片14的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有零位為調(diào)節(jié)功能，能夠在圖4所示的電刷組件和圖3所示的刷握組件安裝完成后，加電配對(duì)調(diào)試，通過(guò)導(dǎo)電片上的零位調(diào)節(jié)孔調(diào)節(jié)導(dǎo)電片前后的位置，改變電刷在電阻膜上的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)三通道零位輸出一致性，改善位移傳感器的零位輸出特性，提高位移傳感器測(cè)試性能，傳統(tǒng)的四冗余位移傳感器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不能保證傳感器四通道零位的一致性，從傳感器輸出特性上來(lái)看，不能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的四冗余，在整機(jī)算法上舉手表決算法也失去了本質(zhì)意義，改變導(dǎo)電片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，雖然傳感器的兩個(gè)通道在一個(gè)骨架上，但是可以獨(dú)立的調(diào)節(jié)各自的導(dǎo)電片的前后位置，實(shí)現(xiàn)傳感器零位輸出一致性，該零位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在相關(guān)戰(zhàn)略型號(hào)上面得到了飛行試驗(yàn)考核，其性能得到了試驗(yàn)驗(yàn)證。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器，設(shè)于伺服作動(dòng)器殼體內(nèi)部，其特征在于:包括上電阻組件(I)、下電阻組件(2)、上刷握組件(3)及下刷握組件(4)，其中，上電阻組件(I)安裝于伺服作動(dòng)器殼體上側(cè)中間部位，下電阻組件(2)安裝于伺服作動(dòng)器殼體下側(cè)中間部位，上刷握組件(3)和下刷握組件(4)安裝于伺服作動(dòng)器柱塞的齒條上，與柱塞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全一致，上刷握組件(3)與上電阻組件(I)上配合，下刷握組件(4)與下電阻組件⑵相配合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器，其特征在于:所述上電阻組件(I)與下電阻組件(2)具有相同結(jié)構(gòu)，包括骨架(5)、兩條電阻膜(7)、兩條導(dǎo)電條⑶及聚四氟乙烯絕緣線(xiàn)(6);其中兩條導(dǎo)電條⑶平行固定在骨架(5)中部，兩條導(dǎo)電條的外側(cè)分別設(shè)有兩條電阻膜(7)，每條電阻膜(7)的兩端設(shè)有2個(gè)釬焊點(diǎn)，每條電阻膜(7)的中間位置兩端各設(shè)有I個(gè)釬焊點(diǎn)，每條導(dǎo)電條的兩端端設(shè)有I個(gè)釬焊點(diǎn)，釬焊點(diǎn)之間通過(guò)聚四氟乙烯絕緣線(xiàn)(6)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器，其特征在于:上刷握組件(3)和下刷握組件(4)為相同結(jié)構(gòu)，包括刷握(9)、2組電刷組件(10)、2個(gè)螺釘(11)及4個(gè)大螺釘(12);所述電刷組件(10)包括導(dǎo)電片電刷(13)和導(dǎo)電片(14)，電刷(13)焊接于導(dǎo)電片(14)上，I個(gè)螺釘(11)和2個(gè)大螺釘(12)將I個(gè)導(dǎo)電片(14)固定在刷握(9)上，每個(gè)刷握(9)上設(shè)有2組電刷組件(10)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器，其特征在于:導(dǎo)電片(14)上的螺釘孔開(kāi)口不在一條線(xiàn)上，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有零位為調(diào)節(jié)功能，通過(guò)導(dǎo)電片上的零位調(diào)節(jié)孔調(diào)節(jié)導(dǎo)電片前后的位置，改變電刷在電阻膜上的相對(duì)位置。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用以伺服機(jī)構(gòu)和固體運(yùn)載火箭伺服結(jié)構(gòu)系統(tǒng)作動(dòng)器齒條位移的測(cè)量及反饋的零位微調(diào)節(jié)高精度分體式四冗余位移傳感器；包括上電阻組件(1)、下電阻組件(2)、上刷握組件(3)及下刷握組件(4)，其中，上電阻組件(1)安裝于伺服作動(dòng)器殼體上側(cè)中間部位，下電阻組件(2)安裝于伺服作動(dòng)器殼體下側(cè)中間部位，上刷握組件(3)和下刷握組件(4)安裝于伺服作動(dòng)器柱塞的齒條上，與柱塞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全一致，上刷握組件(3)與上電阻組件(1)上配合，下刷握組件(4)與下電阻組件(2)相配合。
【IPC分類(lèi)】G01B7/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105547122
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410601433
【發(fā)明人】蔣曉彤, 熊偉, 李文璋
【申請(qǐng)人】北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2014年10月31日