一种零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器。
【背景技术】
[0002]分体式四冗余位移传感器广泛应用于战略导弹伺服机构和固体运载火箭伺服结构系统，配套用于伺服作动器活塞杆线位移测量与反馈，其可靠性直接影响伺服系统的性能及可靠性。为了提高位移传感器的可靠性能和零位输出位置特性满足新一代固体运载火箭和战略导弹高可靠性和安全性的要求，从冗余结构设计，零位调节结构设计重新进行了改进设计。
[0003]为了满足伺服系统结构空间和性能指标的要求，采用分体式四冗余结构设计，进行伺服作动器齿条位移的测量及反馈，达到高精度，零位位置特性好，质量轻，体积小的特点，在航天伺服系统中有广泛的应用价值和推广前景。
[0004]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供用以伺服机构和固体运载火箭伺服结构系统作动器齿条位移的测量及反馈的零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器。
[0005]本发明所采用的技术方案是:
[0006]—种零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器，设于伺服作动器壳体内部，包括上电阻组件、下电阻组件、上刷握组件及下刷握组件，其中，上电阻组件安装于伺服作动器壳体上侧中间部位，下电阻组件安装于伺服作动器壳体下侧中间部位，上刷握组件和下刷握组件安装于伺服作动器柱塞的齿条上，与柱塞运动状态完全一致，上刷握组件与上电阻组件上配合，下刷握组件与下电阻组件相配合。
[0007]所述上电阻组件与下电阻组件具有相同结构，包括骨架、两条电阻膜、两条导电条及聚四氟乙烯绝缘线；其中两条导电条平行固定在骨架中部，两条导电条的外侧分别设有两条电阻膜，每条电阻膜的两端设有个钎焊点，每条电阻膜的中间位置两端各设有个钎焊点，每条导电条的两端端设有个钎焊点，钎焊点之间通过聚四氟乙烯绝缘线连接。
[0008]上刷握组件和下刷握组件为相同结构，包括刷握、组电刷组件、个螺钉及个大螺钉；所述电刷组件包括导电片电刷和导电片，电刷焊接于导电片上，个螺钉和个大螺钉将个导电片固定在刷握上，每个刷握上设有组电刷组件。
[0009]所述导电片上的螺钉孔开口不在一条线上，结构设计具有零位为调节功能，通过导电片上的零位调节孔调节导电片前后的位置，改变电刷在电阻膜上的相对位置。
[0010]本发明的有益效果是:
[0011]1.可实现分体式四冗余零位为调节保证零位位置特性好的特点，提高分体式四通道零位不重合性；
[0012]2.可实现两冗余结构上串联，多冗余电气上并联的模式输出，提高位移传感器的可靠性能；
[0013]3.可实现高精度输出，四冗余位移传感器采用直线式结构，印制导电塑料电阻膜，提高了位移传感器的线性度。
【附图说明】
[0014]图1是一种零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器结构示意图；
[0015]图2是电阻组件示意图；
[0016]图3是刷握组件示意图；
[0017]图4是电刷组件示意图；
[0018]图5是导电片结构图；
[0019]图中:1.上电阻组件2.下电阻组件3.上刷握组件4.下刷握组件5.骨架6.聚四氟乙烯绝缘线AF-250A 7X0.12 7.电阻膜8.导电条9.刷握10.电刷组件
11.螺钉12.大螺钉。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明提供的一种进行介绍:
[0021 ] 一种零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器，设于伺服作动器壳体内部，包括上电阻组件1、下电阻组件2、上刷握组件3及下刷握组件4，其中，上电阻组件I安装于伺服作动器壳体上侧中间部位，下电阻组件2安装于伺服作动器壳体下侧中间部位，上刷握组件3和下刷握组件4安装于伺服作动器柱塞的齿条上，与柱塞运动状态完全一致，上刷握组件3与上电阻组件I上配合，下刷握组件4与下电阻组件2相配合。
[0022]所述上电阻组件I与下电阻组件2具有相同结构，包括骨架5、两条电阻膜7、两条导电条8及聚四氟乙烯绝缘线6 ;其中两条导电条8平行固定在骨架5中部，两条导电条的外侧分别设有两条电阻膜7，每条电阻膜7的两端设有2个钎焊点，每条电阻膜7的中间位置两端各设有I个钎焊点，每条导电条的两端端设有I个钎焊点，钎焊点之间通过聚四氟乙烯绝缘线6连接。
[0023]上刷握组件3和下刷握组件4为相同结构，包括刷握9、2组电刷组件10、2个螺钉11及4个大螺钉12 ;所述电刷组件10包括导电片电刷13和导电片14，电刷13焊接于导电片14上，I个螺钉11和2个大螺钉12将I个导电片14固定在刷握9上，每个刷握9上设有2组电刷组件10。
[0024]所述导电片14上的螺钉孔开口不在一条线上，结构设计具有零位为调节功能，通过导电片上的零位调节孔调节导电片前后的位置，改变电刷在电阻膜上的相对位置。
[0025]如图1所示，四冗余角位移传感器由上电阻组件1，下电阻组件2，上刷握组件3，下刷握组件4等组成，本发明主要由两组电阻组件和两组电刷组件组成，每组电阻组件和电刷组件可单独应用形成双冗余位移传感器，也可以两组同时应用组成三冗余或四冗余位移传感器。电阻组件I和电阻组件2安装于伺服作动器壳体上下两侧中间部位。将两个电阻体组件可以行程结构上串联的方式连接，可以将四个通道在电气上并列连接，行程电气上的独立，提高位移传感器的可靠性，达到冗余设计目的。
[0026]如图2所示，电阻组件由骨架5，聚四氟乙烯绝缘线AF-250A 7X0.122，电阻膜6和导电7条组成。骨架5由聚酰亚胺层压板YB-20加工而成，电阻体由印制导电塑料印制而成，导电条是为引出信号而专门设立的，为避免使用运动的导线来引出信号，在电阻体旁粘贴印制一条长条导电塑料带，作为导电条。所有的引出线铆钉处通过钎焊后引出线增加了引出线的可靠性。电阻体采用印制导电塑料后提高了传感器的耐磨性和电阻体阻值的均匀性，为后期传感器的修刻提供良好的基础，通过印制导电塑料成型的电阻体，传感器的线性度在0.6%以内，大大提高了位移传感器的线性度，传统电阻体是通过电阻液在骨架上喷制而成。电阻液是树脂和石墨的混合物，树脂和石墨按一定配方加入混合溶剂并经球磨成为符合要求的导电液，然后，用喷涂法喷在绝缘材料做成的骨架上，经多次喷涂、干燥和聚合等工序，制成电阻体，为了使电阻体的性能稳定，电阻体还需要经过电、热老炼等试验。喷制成的电阻体，由于阻值分布不均匀，还要经过线性修刻，最终使线性度达到1%左右的要求。
[0027]如图3所示，刷握组件由刷握9，电刷组件10，螺钉11，大螺钉12组成，刷握组件安装在伺服作动器柱塞的齿条上，与柱塞运动状态完全一致。刷握的材料为可溶性聚酰亚胺模塑粉模压塑料YS - 20。如图4所示电刷由导电片14及电刷丝13组成，导电片材料为铍青铜，导电片14上焊有电刷丝13，电刷丝13材料为钯铱合金丝，电刷通过螺钉11和大螺钉12紧固在刷握上。电刷具有耐磨且富有弹性，在受振动、冲击的情况下，能可靠地工作，稳定的输出。
[0028]如图5所示，导电片14的结构设计具有零位为调节功能，能够在图4所示的电刷组件和图3所示的刷握组件安装完成后，加电配对调试，通过导电片上的零位调节孔调节导电片前后的位置，改变电刷在电阻膜上的相对位置，实现三通道零位输出一致性，改善位移传感器的零位输出特性，提高位移传感器测试性能，传统的四冗余位移传感器在结构设计上不能保证传感器四通道零位的一致性，从传感器输出特性上来看，不能够实现真正意义上的四冗余，在整机算法上举手表决算法也失去了本质意义，改变导电片结构设计后，虽然传感器的两个通道在一个骨架上，但是可以独立的调节各自的导电片的前后位置，实现传感器零位输出一致性，该零位调节机构设计在相关战略型号上面得到了飞行试验考核，其性能得到了试验验证。
【主权项】
1.一种零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器，设于伺服作动器壳体内部，其特征在于:包括上电阻组件(I)、下电阻组件(2)、上刷握组件(3)及下刷握组件(4)，其中，上电阻组件(I)安装于伺服作动器壳体上侧中间部位，下电阻组件(2)安装于伺服作动器壳体下侧中间部位，上刷握组件(3)和下刷握组件(4)安装于伺服作动器柱塞的齿条上，与柱塞运动状态完全一致，上刷握组件(3)与上电阻组件(I)上配合，下刷握组件(4)与下电阻组件⑵相配合。2.根据权利要求1所述的一种零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器，其特征在于:所述上电阻组件(I)与下电阻组件(2)具有相同结构，包括骨架(5)、两条电阻膜(7)、两条导电条⑶及聚四氟乙烯绝缘线(6);其中两条导电条⑶平行固定在骨架(5)中部，两条导电条的外侧分别设有两条电阻膜(7)，每条电阻膜(7)的两端设有2个钎焊点，每条电阻膜(7)的中间位置两端各设有I个钎焊点，每条导电条的两端端设有I个钎焊点，钎焊点之间通过聚四氟乙烯绝缘线(6)连接。3.根据权利要求1所述的一种零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器，其特征在于:上刷握组件(3)和下刷握组件(4)为相同结构，包括刷握(9)、2组电刷组件(10)、2个螺钉(11)及4个大螺钉(12);所述电刷组件(10)包括导电片电刷(13)和导电片(14)，电刷(13)焊接于导电片(14)上，I个螺钉(11)和2个大螺钉(12)将I个导电片(14)固定在刷握(9)上，每个刷握(9)上设有2组电刷组件(10)。4.根据权利要求3所述的一种零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器，其特征在于:导电片(14)上的螺钉孔开口不在一条线上，结构设计具有零位为调节功能，通过导电片上的零位调节孔调节导电片前后的位置，改变电刷在电阻膜上的相对位置。
【专利摘要】本发明属于传感器技术领域，具体涉及一种用以伺服机构和固体运载火箭伺服结构系统作动器齿条位移的测量及反馈的零位微调节高精度分体式四冗余位移传感器；包括上电阻组件(1)、下电阻组件(2)、上刷握组件(3)及下刷握组件(4)，其中，上电阻组件(1)安装于伺服作动器壳体上侧中间部位，下电阻组件(2)安装于伺服作动器壳体下侧中间部位，上刷握组件(3)和下刷握组件(4)安装于伺服作动器柱塞的齿条上，与柱塞运动状态完全一致，上刷握组件(3)与上电阻组件(1)上配合，下刷握组件(4)与下电阻组件(2)相配合。
【IPC分类】G01B7/02
【公开号】CN105547122
【申请号】CN201410601433
【发明人】蒋晓彤, 熊伟, 李文璋
【申请人】北京精密机电控制设备研究所, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年10月31日