一种液体摆圆弧电阻式倾角传感器探头的制作方法

该发明涉及到电子技术、传感技术等领域，特别是将电子技术和传感技术结合设计一种倾角测量装置。

背景技术：

倾角测量和水平检测在建筑、实验和科研等领域应用广泛，传统的检测技术已不能满足现代化的需要，为此设计一种水平检测和倾角测量传感器。所见到的液体摆电阻式倾角传感器角度变化和电阻变化不成线性，为此设计一种圆弧电阻式倾角传感器。

技术实现要素：

常见的液体摆电阻式倾角传感器角度变化和电阻变化不成线性，为此设计一种圆弧电阻式倾角传感器。

该发明包括圆环（1）、电阻线a（2）、电阻线b（3）、导电液（4）、公共电极（5）、左电极（6）、右电极（7）、后盖板（8）和前盖板（9）；电阻线a（2）、电阻线b（3）紧贴在圆环（1）的内壁，后盖板（8）和前盖板（9）分别盖住圆环（1）的两端，使圆环（1）内形成空腔，空腔内放一半的导电液（4）；电阻线a（2）、电阻线b（3）和导电液（4）分别连接左电极（6）、右电极（7）和公共电极（5）。圆环（1）采用pvc塑料管制作成，其两端用后盖板（8）和前盖板（9）封闭。电阻线a（2）和电阻线b（3）为柔性导电材料，二者尺寸完全相同且均匀，紧贴在圆环（1）的内壁，电阻线a（2）、电阻线b（3）各自形成一个半圆弧，两个半圆弧形成一个圆弧，电阻线a（2）和电阻线b（3）上下相互隔离，不能直接导电。左电极（6）、右电极（7）分别连接到电阻线a（2）、电阻线b（3）的上端点，公共电极（5）由圆环（1）的底部连接到导电液（4）。公共电极（5）、左电极（6）、右电极（7）通过导电液（4）可以相互导电。

该发明的有益特征是精度高，线性好，结构简单。

附图说明

图1为横截面结构示意图，图2为顶视图，图3为实施电路原理图；其中，1为圆环、2为电阻a、3为电阻b、4为导电液、5为公共电极、6为左电极、7为右电极、8为后盖板、9为前盖板、10为实施电路原理图。

具体实施方式

该发明包括圆环（1）、电阻线a（2）、电阻线b（3）、导电液（4）、公共电极（5）、左电极（6）、右电极（7）、后盖板（8）和前盖板（9）；电阻线a（2）、电阻线b（3）紧贴在圆环（1）的内壁，后盖板（8）和前盖板（9）分别盖住圆环（1）的两端，使圆环（1）内形成空腔，空腔内放一半的导电液（4）；电阻线a（2）、电阻线b（3）和导电液（4）分别连接左电极（6）、右电极（7）和公共电极（5）。圆环（1）采用pvc塑料管制作成，其两端用后盖板（8）和前盖板（9）封闭。电阻线a（2）和电阻线b（3）为柔性导电材料，紧贴在圆环（1）的内壁，电阻线a（2）、电阻线b（3）各自形成一个半圆弧，两个半圆弧形成一个圆弧，电阻线a（2）和电阻线b（3）上下相互隔离，不能直接导电。左电极（6）、右电极（7）分别连接到电阻线a（2）、电阻线b（3）的上端点，公共电极（5）由圆环（1）的底部连接到导电液（4）。公共电极（5）、左电极（6）、右电极（7）通过导电液（4）可以相互导电。

左电极（6）通过电阻线a（2）到公共电极（5）构成电阻ra，右电极（7）通过电阻线b（3）到公共电极（5）构成电阻rb；当该装置水平放置时，ra和rb阻值相等；当该装置向左倾斜时，ra阻值减小，rb阻值增大；当该装置向右倾斜时，ra阻值增大，rb阻值减小，且倾斜的角度与电阻变化成线性关系，由此可以通过电阻ra和rb的变化计算出该装置倾斜的角度。

本实施例中，导电液（4）采用水银。

本实施例中，ra、rb、r1和r2构成电桥电路，ra和rb串联，r1和r2串联。采用仪表放大器ad620进行放大。r1和r2的中点电压保持不变，ra和rb的中点电压随圆环（1）倾斜角的变化而变化，即放大器的输出电压也随圆环（1）的倾斜角变化而变化；当该装置向左倾斜时，ra阻值减小，rb阻值增大，ra和rb的中点电压增大，电压表指针向右偏转；当该装置向右倾斜时，ra阻值增大，rb阻值减小，ra和rb的中点电压减小，电压表指针向左偏转。因为倾斜的角度与电阻变化成线性关系，电压表的指针也随倾斜角线性变化。将电压表的表盘改为角度显示，即可以用该装置来测量倾斜角。

技术特征：

1.一种液体摆圆弧电阻式倾角传感器探头，其特征包括圆环（1）、电阻线a（2）、电阻线b（3）、导电液（4）、公共电极（5）、左电极（6）、右电极（7）、后盖板（8）和前盖板（9）；电阻线a（2）、电阻线b（3）紧贴在圆环（1）的内壁，后盖板（8）和前盖板（9）分别盖住圆环（1）的两端，使圆环（1）内形成空腔，空腔内放一半的导电液（4）；电阻线a（2）、电阻线b（3）和导电液（4）分别连接左电极（6）、右电极（7）和公共电极（5）。

2.根据权利要求1所述的一种液体摆圆弧电阻式倾角传感器探头，其特征是圆环（1）采用pvc塑料管制作成，其两端用后盖板（8）和前盖板（9）封闭。

3.根据权利要求1所述的一种液体摆圆弧电阻式倾角传感器探头，其特征是电阻线a（2）和电阻线b（3）为柔性导电材料，二者尺寸完全相同且均匀，紧贴在圆环（1）的内壁，电阻线a（2）、电阻线b（3）各自形成一个半圆弧，两个半圆弧形成一个圆弧，电阻线a（2）和电阻线b（3）上下相互隔离，不能直接导电。

4.根据权利要求1所述的一种液体摆圆弧电阻式倾角传感器探头，其特征是左电极（6）、右电极（7）分别连接到电阻线a（2）、电阻线b（3）的上端点，公共电极（5）由圆环（1）的底部连接到导电液（4）。

5.根据权利要求1所述的一种液体摆圆弧电阻式倾角传感器探头，其特征是公共电极（5）、左电极（6）、右电极（7）通过导电液（4）可以相互导电。

技术总结
该发明涉及一种液体摆圆弧电阻式倾角传感器探头包括圆环（1）、电阻线A（2）、电阻线B（3）、导电液（4）、公共电极（5）、左电极（6）、右电极（7）、后盖板（8）和前盖板（9）。电阻线A（2）、电阻线B（3）成圆弧形，紧贴在圆环（1）的内壁，后盖板（8）和前盖板（9）分别盖住圆环（1）的两端，使圆环（1）内形成空腔，空腔内放一半的导电液（4）；电阻线A（2）、电阻线B（3）和导电液（4）分别连接左电极（6）、右电极（7）和公共电极（5）；当该装置水平放置时，电阻线A（2）和电阻线B（3）相等，当该装置旋转时，电阻线A（2）和电阻线B（3）成差分变化，由此计算出该装置旋转的角度。

技术研发人员：张文昭;刘志壮
受保护的技术使用者：湖南科技学院
技术研发日：2018.11.05
技术公布日：2020.05.12