专利名称：线性光位移传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将机械位移转换为电信号的装置。
将机械位移转换成连续变化的电信号常用装置目前有三类，一是利用位移引起电感变化做成的差动变压器，二是利用位移引起电阻值变化做成的电阻传感器，三是利用位移引起间距或复盖面积变化做成的电容传感器。差动变压器结构复杂，体积大；电阻传感器由于触点易损，寿命不长；电容传感器测量范围很窄，线性不良。
本发明目的在于提供一种小巧、轻便、长寿命、低成本、测量范围宽、线性良好的新型位移传感器。
本发明是这样实现的发光元件和可移动的遮光板同置于密闭遮光的壳体(1)内，发光元件与光敏元件固定在壳体内部，遮光板(2)可以随着被检测对象一同发生机械位移，引起到达光敏元件表面的光通量变化，由光敏元件输出与位移有关的电信号。有两种配置方式，第一种是发光元件与光敏元件之间有一个遮光板，遮光板移动时通过该板到达光敏元件表面的光通量发生变化，第二种是发光元件与光敏元件在遮光板的同一侧，遮光板移动时，从遮光板表面反射到达光敏元件表面的光通量变化。对第一种配置方式而言，遮光板是一块内部开有楔形窗口的小板。对第二种配置方式而言，遮光板正对发光、光敏元件一侧的表面上反射系数沿着位移方向单调变化。
本发明优点在于以最简单的方式直接获得与机械位移量成正比的电压信号，灵敏度高，工作寿命长，没有机械磨损，耗电少，行程宽，抗干扰力强，成为一代新型的以光作媒介的机电传感器。
图1为一种将机械位移转换为电信号的传感器。遮光板在发光元件与光敏元件之间。
图2为一种将机械位移转换为电信号的传感器。发光元件与光敏元件在遮光板的同一侧。
图3为中间开有三角形窗口的遮光板。
图4为楔形遮光板。
图5为涂敷或粘贴不透明楔形图案的遮光板。
图6为表面有两种不同的光反射系数的遮光板。
实施例一如下。在密闭遮光壳体(1)内固定着发光元件(3)和光敏元件(4)，在发光元件(3)与光敏元件(4)之间有一个可以移动的遮光板(2)，遮光板(2)的一端通过弹簧(5)与壳体(1)联结，另一端与小支杆(6)相联，小支杆(6)以能自由移动的方式穿过壳体(1)的端部与被测对象(7)相联，导线(8)通过壳体(1)分别与发光元件(3)、光敏元件(4)相联(如图1)。
遮光板(2)有以下几种结构1、中间开有三角形或梯形透光窗口的金属或有机材料板(如图3)。2、三角形或梯形金属或有机材料板(如图4)。3、在透明的有机材料板表面上涂敷或粘贴不透明的楔形图案(如图5)。4、不透光，正对发光元件(3)与光敏元件(4)的表面具有两种不同的光反射系数(如图6)。
实施例二如下。在密闭遮光壳体(1)内固定着发光元件(3)和光敏元件(4)，它们在可以移动的遮光板(2)的同一侧，遮光板(2)不允许发光元件(3)发出的光透过，发光元件(3)发出的光经过遮光板(2)具有两种不同的光吸收系数的表面反射后，其中一部分到达光敏元件(4)表面(如图2)。
本发明可广泛用作呼吸监测、震动测量、起重机过载保护、机器人角觉传感。小型测力计、无触点连续调压、无火花开关等等。
权利要求1.一种将机械位移转换为电信号的传感器，其特征是在密闭遮光的壳体(1)内有一个可以随着被检测对象一同发生机械位移的遮光板(2)，在壳体(1)内部还固定着发光元件(3)和光敏元件(4)，当遮板(2)运动时使发光元件(3)发出的光通过遮光板(2)的作用到达光敏元件(4)表面的光通量发生变化，由光敏元件(4)输出与位移有关的电信号。
2.根据权利要求1所说的传感器，其特征是在发光元件(3)和光敏元件(4)之间有一个可以移动的遮光板(2)，遮光板(2)的一端通过弹簧(5)与壳体(1)联结，另一端与小支杆(6)相联，小支杆(6)以能自由移动的方式穿过壳体(1)的端部与被测对象(7)相联，导线(8)通过壳体(1)分别与发光元件(3)、光敏元件(4)相联。
3.根据权利要求1所说的传感器，其特征是发光元件(3)和光敏元件(4)在可以随着被检测对象一同发生机械位移的遮光板(2)的同一侧。
4.根据权利要求1所说的传感器，其特征在于可以移动的遮光板(2)是中间开有三角形或梯形透光窗口的金属或有机材料板。
5.根据权利要求1所说的传感器，其特征在于可以移动的遮光板(2)是三角形或梯形金属或有机材料板。
6.根据权利要求1所说的传感器，其特征在于可以移动的遮光板(2)是表面涂敷或粘贴不透明的楔形图案的透明有机材料板。
7.根据权利要求1所说的传感器，其特征在于可以移动的遮光板(2)，与发光元件(3)和光敏元件(4)相对的表面具有两种不同的光吸收系数。
专利摘要一种将机械位移转换为电信号的传感器，其特征是在密闭遮光的壳体(1)中有一个可随着被检对象发生机械位移的遮光板，在壳体(1)内还固定着发光元件(3)和光敏元件(4)。它可以在很宽的范围内获得与位移成正比的电压，广泛用于震动测量、位移识别、机器人触觉传感，起重设备过载保护、无触点电压连续调节、无火花电气开关和呼吸监测。
文档编号G01B11/02GK2108895SQ9122849
公开日1992年7月1日 申请日期1991年11月18日 优先权日1991年11月18日
发明者张开逊 申请人:北京信安高技术公司