采用雙精密導電塑料電位器互補測量的風向傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種采用雙精密導電塑料電位器互補測量的風向傳感器。軸桿連接套固定在同軸雙聯導電塑料電位器的旋轉軸上，軸桿的一端與軸桿連接套固定，內殼體套入在同軸雙聯導電塑料電位器上，軸桿另一端固定電位器調整輪，連接套與內殼體固定，連接套的下端與電路板相固定，同軸雙聯導電塑料電位器與電路板連接，航空插頭的一端與電路板焊接固定，上述整體結構置于上殼體內，下殼體與上殼體固定，航空插頭的另一端鎖固在下殼體的上端面上，軸桿的另一端穿過與上殼體相固定的軸承伸出上殼體外，固定環固定在軸桿上，風向標扣裝在上殼體的頂端，球面六角頭螺母將風向標緊固在軸桿上。采用雙電位器設計避免了單電位器在測量時出現無信號輸出現象。
【專利說明】采用雙精密導電塑料電位器互補測量的風向傳感器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種風向傳感器，特別涉及一種采用雙精密導電塑料電位器互補測量的風向傳感器。
【背景技術】
[0002]風向傳感器一般分為兩種輸出信號形式，一種為光電器件，通過碼盤遮擋發光管形成不同的格雷碼信號。另一種為采用精密導電塑料電位器，當風向發生變化，尾翼轉動通過軸桿帶動電位器軸芯轉動輸出信號。現在市場上最先進的以光電方式產生信號的分辨力為3°，但有時特殊用戶要求更高分辨力就要選取電位器輸出方式，并且電位器1.輸出分辨力精確，2.價格低廉，3.長時間運行能穩定工作。但單電位器也存在缺陷，普通導電塑料電位器線圈在繞制過程中，勢必不能收尾完全接合，電刷接觸線圈必定會有一段是無電阻信號輸出，即信號盲區。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的就是為克服現有技術的不足，針對電位器存在一段是無信號輸出的信號盲區問題而改進設計了一種新的設計方案，即采用雙導電塑料電位器設計方法，實現高精度，低成本，全方位360°測量的一種采用雙精密導電塑料電位器互補測量的風向傳感器。
[0004]本實用新型為實現上述目的，所采用的技術方案是:一種采用雙精密導電塑料電位器互補測量的風向傳感器，其特征在于，包括風向標、球面六角頭螺母、軸承、軸桿、電位器調整輪、軸桿連接套、由上導電塑料電位器和下導電塑料電位器構成的同軸雙聯導電塑料電位器、內殼體、電位器安裝套、電路板、由上殼體和下殼體構成的風向殼體、航空插頭、密封圈、連接套、固定環，所述軸桿連接套固定在同軸雙聯導電塑料電位器的旋轉軸上，所述軸桿的一端與軸桿連接套固定在一起，所述內殼體套入在同軸雙聯導電塑料電位器上，伸出內殼體的軸桿另一端上固定電位器調整輪，電位器調整輪與內殼體上端面間隙配合，所述連接套與內殼體固定在一起，連接套的上端與同軸雙聯導電塑料電位器的底端卡接在一起，連接套的下端與電路板相固定，所述上導電塑料電位器和下導電塑料電位器上的引出端分別通過導線與電路板連接，所述航空插頭的一端與電路板焊接固定，上述整體結構置于上殼體內，所述下殼體通過密封圈與上殼體固定在一起，所述航空插頭的另一端鎖固在下殼體的上端面上，所述軸桿的另一端穿過與上殼體相固定的軸承伸出上殼體外，所述固定環固定在軸桿上，所述風向標穿過軸桿的另一端扣裝在上殼體的頂端，風向標與上殼體的頂端間隙配合，所述球面六角頭螺母通過密封圈將風向標緊固在軸桿上；所述上導電塑料電位器和下導電塑料電位器的安裝方向相反，以保證每點都能有電阻值輸出。
[0005]本實用新型的有益效果是，風向測量是利用一個低慣性的風向標作為感應部件，風向傳感器的變換器采用精密導電塑料電位器，當風向發生變化，尾翼轉動通過軸桿帶動電位器軸芯轉動，從而在電位器的活動端產生變化的電阻信號并輸出，內部米用雙電位器互補方式，在上導電塑料電位器下方再安裝一個下導電塑料電位器構成同軸雙聯導電塑料電位器，下導電塑料電位器的安裝方向相反于上導電塑料電位器，即兩個導電塑料電位器電刷A與接觸線圈B存在的無電阻信號輸出的盲區C正相反，這樣無論哪個電位器電刷處于盲區無法輸出信號時，另一個都能替代輸出信號，就能保證每點都能有電阻值輸出。采用雙電位器設計可以避免單電位器在測量時出現無信號輸出現象。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為本實用新型結構的剖視示圖；
[0007]圖2為圖1的A-A放大圖；
[0008]圖3為本實用新型電路連接框圖；
[0009]圖4為本實用新型上導電塑料電位器電刷與接觸線圈存在的無電阻信號輸出的盲區位置示意圖；
[0010]圖5為本實用新型下導電塑料電位器電刷與接觸線圈存在的無電阻信號輸出的盲區位置示意圖。
【具體實施方式】
[0011]如圖1、2所示，采用雙精密導電塑料電位器互補測量的風向傳感器，包括風向標
1、球面六角頭螺母2、軸承3、軸桿4、電位器調整輪5、軸桿連接套6、由上導電塑料電位器7-1和下導電塑料電位器7-2構成的同軸雙聯導電塑料電位器7、內殼體8、電位器安裝套
9、電路板10、由上殼體11-1和下殼體11-2構成的風向殼體11、航空插頭12、密封圈13、連接套14、固定環15。將軸桿連接套6通過頂絲固定在同軸雙聯導電塑料電位器7的旋轉軸上，軸桿4的一端粘接在軸桿連接套6上端的盲孔中，將內殼體8套入在同軸雙聯導電塑料電位器7上，伸出內殼體8的軸桿4另一端上通過頂絲固定電位器調整輪5，電位器調整輪5與內殼體8的上端面間隙配合，電位器調整輪5的作用是，因風向標I需標明指北位置，在同軸雙聯導電塑料電位器7安裝后，需調整電位器調整輪5將同軸雙聯導電塑料電位器7的輸出調整至O位，將連接套14通過頂絲固定在內殼體8底端，連接套14的上端與同軸雙聯導電塑料電位器7卡接在一起，連接套14的下端通過螺釘與電路板10固定在一起，上導電塑料電位器7-1和下導電塑料電位器7-2上的引出端分別通過導線與電路板10連接，將航空插頭12的一端焊接在電路板10上；將上述整體結構置于上殼體11-1內，其軸桿4的另一端穿過與上殼體11-1粘接固定的軸承3伸出上殼體11-1外，將下殼體11-2通過密封圈13與上殼體11-1固定在一起，航空插頭12的另一端穿過下殼體11-2上端面的圓孔通過鎖母與下殼體11-2固定在一起，將固定環13固定在軸桿4上，固定環13的作用是，將軸承3與軸桿4固定連接，防止松動，將風向標I通過風向標I上端的軸孔穿過軸桿4的另一端搭接在軸桿4上設有的一圈軸臺4-1上，風向標I的下端扣裝在上殼體11-1的頂端，風向標I與上殼體11-1的頂端為間隙配合，將球面六角頭螺母2通過密封圈13將風向標I緊固在軸桿4上。
[0012]如圖3所示，電路連接為，電路板10包括供電模塊、穩壓整流濾波電路、單片機、D/A數模轉換電路，上導電塑料電位器7-1和下導電塑料電位器7-2引出端分別通過供電模塊、單片機與D/A數模轉換電路連接，D/A數模轉換電路輸出電阻值信號。[0013]本傳感器電路部分位于傳感器底部，它的輸入、輸出端均采用瞬變抑制二極管進行過載保護，并且加入穩壓整流濾波電路保證電壓穩定，將采集后的信號傳入單片機，當雙電位器均有信號輸入時，根據公式計算后將數據所存，當一個電位器出現盲區時直接將采集信號所存，后將信號傳入D/A數模轉換電路，經數據轉換得到線性電壓值。
[0014]雙電位器原理:普通導電塑料電位器線圈在繞制過程中，勢必不能收尾完全接合，電刷接觸線圈必定會有一段是無電阻信號輸出盲區位置，本實用新型采用同軸雙聯導電塑料電位器(雙精密導電塑料電位器的風向傳感器)，精密導電塑料電位器分辨力為1°適用于高精度風向測量，并且成本較低。當風向發生變化，風向標(尾翼)轉動通過軸桿帶動電位器軸芯轉動輸出信號，采用雙電位器設計可以避免單電位器在測量時出現無信號輸出現象，電位器上下安裝于軸桿，注意電位器盲區需不在同一位置(盲區方向相反)，這樣就形成了信號互補，保證360°均有信號輸出，如圖4、5所示，在將輸出信號由芯片計算處理得到電壓值。現采用雙電位器，反向安裝，此時無論哪個電位器處于盲區位置都不會出現無信號輸出現象。
[0015]本實用新型技術參數如下表:
[0016]技術參數表
[0017]
【權利要求】
1.一種采用雙精密導電塑料電位器互補測量的風向傳感器，其特征在于，包括風向標(I)、球面六角頭螺母(2)、軸承(3)、軸桿(4)、電位器調整輪(5)、軸桿連接套(6)、由上導電塑料電位器(7-1)和下導電塑料電位器(7-2)構成的同軸雙聯導電塑料電位器(7)、內殼體(8)、電位器安裝套(9)、電路板(10)、由上殼體(11-1)和下殼體(11-2)構成的風向殼體(II)、航空插頭(12)、密封圈(13)、連接套(14)、固定環(15)，所述軸桿連接套(6)固定在同軸雙聯導電塑料電位器(7)的旋轉軸上，所述軸桿(4)的一端與軸桿連接套(6)固定在一起，所述內殼體(8)套入在同軸雙聯導電塑料電位器(7)上，伸出內殼體(8)的軸桿(4)另一端上固定電位器調整輪(5)，電位器調整輪(5)與內殼體(8)上端面間隙配合，所述連接套(14)與內殼體(8)固定在一起，連接套(14)的上端與同軸雙聯導電塑料電位器(7)的底端卡接在一起，連接套(14)的下端與電路板(10)相固定，所述上導電塑料電位器(7-1)和下導電塑料電位器(7-2)上的引出端分別通過導線與電路板(10)連接，所述航空插頭(12)的一端與電路板(10)焊接固定，上述整體結構置于上殼體(11-1)內，所述下殼體(11-2)通過密封圈(13)與上殼體(11-1)固定在一起，所述航空插頭(12)的另一端鎖固在下殼體(11-2)的上端面上，所述軸桿(4)的另一端穿過與上殼體(11-1)相固定的軸承(3)伸出上殼體(11-1)外，所述固定環(13)固定在軸桿(4)上，所述風向標(I)穿過軸桿(4)的另一端扣裝在上殼體(11-1)的頂端，風向標(I)與上殼體(11-1)的頂端間隙配合，所述球面六角頭螺母(2)通過密封圈(13)將風向標(I)緊固在軸桿(4)上；所述上導電塑料電位器(7)和下導電塑料電位器(8)的安裝方向相反，以保證每點都能有電阻值輸出。
2.根據權利要求1所述的采用雙精密導電塑料電位器互補測量的風向傳感器，其特征在于，所述電路板(10)包括供電模塊、穩壓整流濾波電路、單片機、D/A數模轉換電路，所述上導電塑料電位器(7-1)和下導電塑料電位器(7-2)引出端分別通過供電模塊、單片機與D/A數模轉換電路連接，D/A數模轉換電路輸出電阻值信號。
【文檔編號】G01P13/02GK203414484SQ201320505451
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2013年8月19日
【發明者】王龍, 宋伯強, 張有為 申請人:中環天儀（天津）氣象儀器有限公司
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