本發(fā)明涉及加速度、振幅檢測系統(tǒng)，屬于自動檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前的加速度、振幅檢測系統(tǒng)有多種多樣，但在實(shí)際使用實(shí)踐中，如滑動電阻式加速度、振幅檢測系統(tǒng)中的傳感器，有以下缺陷，一是它的摩擦阻力較大，在工作過程中容易產(chǎn)生局部發(fā)熱、造成材料的磨損，導(dǎo)致電阻值改變和使用壽命的縮短，特別是在動作頻率較高的情況下，這種情況更易發(fā)生；二是這種檢測系統(tǒng)中的傳感器使用環(huán)境溫度較低；三是傳感器不容易做的較長，應(yīng)用到較高環(huán)境溫度與特殊的場合，受到一定的限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服目前的加速度、振幅檢測系統(tǒng)存在的上述缺陷，提供一種新的加速度、振幅檢測系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用了下述的技術(shù)方案：加速度、振幅檢測系統(tǒng)，包括箱體，在箱體內(nèi)上下對應(yīng)設(shè)置上槽體和下槽體，上槽體的槽口向下，下槽體的槽口向上，在下槽體的槽內(nèi)設(shè)置有繞線電阻板，繞線電阻板與下槽體之間絕緣，在上槽體的底部固定設(shè)置有金屬導(dǎo)電帶，金屬導(dǎo)電帶與上槽體之間絕緣，在繞線電阻板與金屬導(dǎo)電帶之間設(shè)置有導(dǎo)電的滾輪組合件，所述的滾輪組合件包括大滾輪和分別位于大滾輪前后的兩個小滾輪，前后方向指繞線電阻板的長度方向，大滾輪位于繞線電阻板之上且與繞線電阻板上表面之間導(dǎo)通，在大滾輪軸的兩端連接有彈片，兩個小滾輪的軸直接或間接連接在彈片上，兩個小滾輪與金屬導(dǎo)電帶相互接觸，彈片的兩個端部分別連接有一個彈簧，兩個彈簧的另一端固定連接在箱體的內(nèi)壁兩端，從繞線電阻板的兩端分別引出引線A、引線B，從金屬導(dǎo)電帶的端部引出引線C，引線A、引線B、引線C作為加速度、振幅傳感器的接線端口，引線A 一個支路通過輸入電阻連接至XTR115電流變送器芯片的第2腳上，另一個支路通過一個保護(hù)電阻連接至XTR115電流變送器芯片的第1腳上，引線B、引線C連接至XTR115電流變送器芯片的第3腳上， XTR115電流變送器芯片第7腳連接輔助電源的正極，也連接外圍電路晶體三極管的集電極，XTR115電流變送器芯片第6腳連接外圍電路晶體三極管的基極，第5腳連接外圍電路晶體三極管的發(fā)射極，第4腳是輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號F_OR I_O 4 - 20mA的輸出端，4 - 20mA的輸出后串接負(fù)載電阻R_L， 4 - 20mA電流通過負(fù)載電阻R_L，可在R_L取出電壓模擬量信號，電壓模擬量信號連接儀表，進(jìn)一步的，所述的繞線電阻板的總電阻為500Ω，保護(hù)電阻為500Ω，負(fù)載電阻R_L250Ω，進(jìn)一步的，上槽體和下槽體均為槽型金屬構(gòu)件，在下槽體的槽內(nèi)面設(shè)置有絕緣漆層，絕緣漆層上粘貼有厚度為0.1～0.3毫米的云母片，繞線電阻板固定安裝在云母片上部，繞線電阻板與下槽體之間絕緣，上槽體的內(nèi)表面設(shè)置有絕緣漆層，絕緣漆層上粘貼有厚度為0.1～0.3毫米的云母片，金屬導(dǎo)電帶通過云母片與上槽體之間隔離絕緣，進(jìn)一步的，所述的大滾輪軸位于兩個小滾輪軸的下方，大滾輪軸及兩個小滾輪軸三者中心的連線為三角形結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步的，所述的兩個小滾輪相同，兩個小滾輪在大滾輪前后對稱設(shè)置。

本發(fā)明的積極有益技術(shù)效果在于：一是把目前移動檢測所采用的滑動摩擦改變?yōu)闈L動摩擦，從而減小了摩擦阻力，二是滑動摩擦容易產(chǎn)生局部的發(fā)熱和材料的磨損，容易導(dǎo)致電阻值改變和使用壽命縮短，本發(fā)明的的滾動接觸式的繞線電阻不容易產(chǎn)生局部的發(fā)熱和材料的磨損，不容易導(dǎo)致電阻改變，能增長使用壽命；三是由于本檢測系統(tǒng)中的傳感器中的電阻絲耐溫較高，箱體可以采用金屬耐高溫材料，可以在環(huán)境溫度較高的場所使用；四是這種檢測系統(tǒng)中的傳感器可以做的較長，可廣泛應(yīng)用到多種檢測和自動控制領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的等效電路連接圖。

圖3是本發(fā)明的傳感器左右方向剖開的截面示意圖。

圖4是滾輪組合件的示意圖。

圖5是滾輪組合件的俯視示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更充分的解釋本發(fā)明的實(shí)施，提供本發(fā)明的實(shí)施實(shí)例。這些實(shí)施實(shí)例僅僅是對本發(fā)明的闡述，不限制本發(fā)明的范圍。

結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)的解釋，附圖中各標(biāo)記為：1：箱體；2：上槽體；3：下槽體；4：導(dǎo)電帶；5：繞線電阻板；6：滾輪組合件；7：引線A；8：引線B；9：引線C；10：絕緣漆及云母片；11：自動化儀表；12：輔助電源；13：保護(hù)電阻；14：XTR115電流變送器芯片；15：輸入電阻；16：支架；61：大滾輪；62：小滾輪一；63：小滾輪二；64：彈片；65：彈簧一；66：彈簧二；611：大滾輪軸；621：小滾輪一軸；631：小滾輪二軸。需要說明的是，本發(fā)明中是以上槽體、下槽體為水平方向進(jìn)行說明的，其它各部件的位置均是相對位置，在實(shí)際使用檢測時，根據(jù)安裝檢測的需要，上槽體、下槽體可以是水平方向或豎直方向，也可以是傾斜呈任意角度。如附圖所示，特別說明：在圖2中，為了便于區(qū)分說明，在圖中顯示的滾輪組合件與下部的繞線電阻板和上部的金屬導(dǎo)電間有間隙，實(shí)際制作時，滾輪組合件6應(yīng)該與下部的繞線電阻板和上部的金屬導(dǎo)電帶均為接觸，圖1中，XTR115電流變送器芯片上1-8為接線端口編號，帶引線的1-14為附圖標(biāo)記編號。如圖所示，加速度、振幅檢測系統(tǒng)，所述的加速度、振幅檢測傳感器包括箱體1，箱體的長方形絕緣板用酚醛樹脂板絕緣材料制作，箱體也可以采用金屬耐高溫材料，在箱體1內(nèi)上下對應(yīng)設(shè)置上槽體2和下槽體3，上槽體2的槽口向下，下槽3的槽口向上，在下槽體3的槽內(nèi)設(shè)置有繞線電阻板5，繞線電阻板5與下槽體3之間絕緣，在上槽體2的底部固定設(shè)置有金屬導(dǎo)電帶4，導(dǎo)電帶4與上槽體2之間絕緣，上槽體2和下槽體3均為槽型金屬構(gòu)件，在下槽體3的槽內(nèi)面設(shè)置有絕緣漆層，絕緣漆層上粘貼有厚度為0.1～0.3毫米的云母片，圖中10所示為絕緣漆及云母片，繞線電阻板5固定安裝在云母片上部，上槽體的內(nèi)表面設(shè)置有絕緣漆層，絕緣漆層上粘貼有厚度為0.1～0.3毫米的云母片，金屬導(dǎo)電帶通過云母片與上槽體之間隔離絕緣，在繞線電阻板5與金屬導(dǎo)電帶4之間設(shè)置有導(dǎo)電的滾輪組合件6，所述的滾輪組合件6包括大滾輪61和分別位于大滾輪61前后的兩個小滾輪，如圖所示的小滾輪一62、小滾輪二63，前后方向指繞線電阻板的長度方向，大滾輪61位于繞線電阻板之上且與繞線電阻板5上表面之間導(dǎo)通，在大滾輪軸611的兩端連接有彈片64，兩個小滾輪的軸直接或間接連接在彈片64上，圖3中，小滾輪一軸621、小滾輪軸二631通過一豎直方向的支架連接在彈片64上，16所示為一個支架，彈片64使?jié)L輪組合件與金屬導(dǎo)電帶和繞線電阻板之間良好的接觸，兩個小滾輪與金屬導(dǎo)電帶5相互接觸，所述的大滾輪軸611位于兩個小滾輪軸的下方，大滾輪軸及兩個小滾輪軸三者中心的連線為三角形結(jié)構(gòu)，三角形結(jié)構(gòu)使?jié)L輪組合件運(yùn)動平穩(wěn)，不易變形，所述的兩個小滾輪相同，兩個小滾輪在大滾輪 前后 對稱設(shè)置，彈片64的兩個端部分別有一個彈簧，如圖所示，彈片64的一端連接有彈簧一65，另一端連接有彈簧二66，彈簧的拉伸與壓縮方向?yàn)榍昂蠓较?，兩個彈簧的另一端固定連接在箱體1的內(nèi)壁兩端，從繞線電阻板5的兩端分別引出引線A7、引線B8，從金屬導(dǎo)電帶的端部引出引線C9，引線A、引線B、引線C作為加速度、振幅傳感器的接線端口，引線A 一個支路通過輸入電阻連接至XTR115電流變送器芯片的第2腳上，另一個支路通過一個保護(hù)電阻連接至XTR115電流變送器芯片的第1腳上，引線B、引線C連接至XTR115電流變送器芯片的第3腳上，XTR115電流變送器芯片第7腳連接輔助電源的正極，也連接外圍電路晶體三極管的集電極，XTR115電流變送器芯片第6腳連接外圍電路晶體三極管的基極，第5腳連接外圍電路晶體三極管的發(fā)射極，第4腳是輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號F_OR I_O 4 - 20mA的輸出端，4 - 20mA的輸出后串接負(fù)載電阻R_L， 4 - 20mA電流通過負(fù)載電阻R_L，可在R_L取出電壓模擬量信號，電壓模擬量信號連接儀表，在下述的具體實(shí)施方式的檢測系統(tǒng)上，所述的繞線電阻板的總電阻為500Ω，保護(hù)電阻為500Ω，負(fù)載電阻R_L250Ω。本發(fā)明在具體制作時，長方形箱體1中長方形絕緣板用酚醛樹脂板絕緣材料制作，槽形金屬構(gòu)件可用鋁型材、銅、不銹鋼制；金屬導(dǎo)電帶可用銅、銅鍍銀、不銹鋼片制作，金屬片電極引線可用銅絲、鍍銀銅絲制作。金屬導(dǎo)電帶的長、寬和箱體上部內(nèi)的上槽體的槽長、寬一致，滾輪組合件由小滾輪一、小滾輪二、滾輪軸、彈片等組合裝配而成，與滾輪組合件連接的彈簧可選用不銹鋼彈簧，小滾輪、大滾輪、滾輪軸可選用銅、不銹鋼制作，彈片可采用銅合金、銅合金鍍銀、不銹鋼片制作，繞線電阻板用絕緣漆包康銅電阻絲，密繞在一條長方形環(huán)氧玻纖布基板上制作成繞線電阻板。繞線電阻板的長、寬與下槽體的槽一致，在繞線電阻板的上表面打磨掉絕緣漆成裸露線面以保證與滾輪組合件有良好的接觸，在繞線電阻板兩端引出引線A和引線B。引線A和引線B可用銅絲、鍍銀銅絲制作。本發(fā)明的檢測原理是：由牛頓第二定律得：F = m a ，加速度a =F / m ，由胡克定律得：F = k x，當(dāng)傳感器隨被測物體運(yùn)動時，滾輪組合件所受的合外力將由滾輪組合件的前后彈簧提供，當(dāng)運(yùn)動方向設(shè)定向前為N、向后為S時，當(dāng)物體向前N加速度運(yùn)動時，滾輪組合件在前N方向的彈簧將處于拉伸狀態(tài)，為滾輪組合件提供拉力得F=kx；滾輪組合件在向后S方向的彈簧將處于壓縮狀態(tài)，為滾輪組合件提供推力F=kx，由于兩個彈簧相同、勁度系數(shù)相同、兩彈簧的彈性形變量相同，因此產(chǎn)生的力相等，滾輪受到的合外力為：F=kx+kx即F=2kx。再結(jié)合F=ma ， a=F/m 可得a = 2kx/m。

以下為本發(fā)明的檢測系統(tǒng)的具體制作和使用例：

繞線電阻板的制作：取長180mm,寬5mm,厚5mm, 環(huán)氧玻纖布基板， 漆包康銅電阻絲取直徑為0.13 mm，每米電阻值為35.43Ω，現(xiàn)在180mm的板上繞線，滾輪組合件有效行程距離100mm，繞100mm / 0.13 mm = 769.23匝，繞每匝的長度為20 mm，共計(jì)繞線長度為：769.23匝×20 mm =15385mm ≈15.39米，總電阻值為15.39米×35.43Ω≈545.27Ω，在傳感器焊接應(yīng)用時，在繞線電阻板上取電阻500Ω。XTR115是電流輸出變送器集成電路芯片，該芯片是精密電流輸出變送器，可在整個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流環(huán)內(nèi)發(fā)送4～20mA模擬量信號，提供精確的電流定標(biāo)和輸出電流限制功能。XTR115 內(nèi)部電壓校準(zhǔn)器(5V) 第8腳可用于外部電路供電，其第1腳為的片內(nèi)V_REF (2.5V)，為該傳感器提供了偏置與激勵；其電流返回端第3腳(I_RET腳)可檢測外部電路電流，以精確控制輸出電流的精度，XTR115芯片的基準(zhǔn)電壓第1腳為2.5V，第1腳通過一個500歐姆的保護(hù)電阻13連接傳感器繞線電阻板的一端，傳感器的電阻值是500Ω，第3腳連接在傳感器的繞線電阻板另一端與金屬導(dǎo)線帶上連接的引線C，金屬導(dǎo)線帶上連接的引線C也是傳感器的移動端，引線C連接XTR115芯片的第3腳，XTR115芯片的第2腳與第3腳是輸入端口V_{I N}，第2腳是輸入端正極，第3腳是輸入端的負(fù)極，傳感器跨接在第2腳與第3腳，通過第2腳與第3腳連接到芯片內(nèi)的放大器，保護(hù)電阻13跟傳感器電阻是串聯(lián)，第1腳為2.5V，降落在保護(hù)電阻500Ω 和 傳感器的電阻500Ω上，當(dāng)傳感器的滾輪組合件移動到最大電阻值500歐姆時，忽略R_IN時，保護(hù)電阻跟傳感器電阻分別可獲得1.25 V的電壓降落，當(dāng)傳感器的滾輪組合件移動到500Ω電阻上的零Ω端時，在繞線電阻板上的壓降為零，2.5V的電壓全部降落在保護(hù)電阻上，如果沒有保護(hù)電阻，將會造成輸入端短路，繞線電阻板也會短路，導(dǎo)致檢測系統(tǒng)無法工作，第7腳連接輔助電源的正極，也連接外圍電路晶體三極管的集電極，第6腳連接外圍電路晶體三極管的基極，第5腳連接外圍電路晶體三極管的發(fā)射極，第4腳是輸出標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號F_OR I_O 4 - 20mA的輸出端，4 - 20mA的輸出后串接負(fù)載電阻R_L250Ω, 電流4 - 20mA通過負(fù)載電阻R_L250Ω，可在R_L250Ω取出1-5v的模擬量信號，連接儀表，把儀表分別設(shè)定成加速度或振幅示值顯示模式。就可測出加速度、振幅值。關(guān)于輸入4 - 20mA或1-5v的模擬量信號顯示儀表，有多種型號，在市場上都可以買到，在實(shí)例應(yīng)用時，應(yīng)用的儀表是：上海自動化儀表有限公司生產(chǎn)，儀表名稱：XTMA-100 智能數(shù)顯調(diào)節(jié)儀。

將上述加速度、振幅檢測系統(tǒng)，水平安裝應(yīng)用到長城H6汽車上，當(dāng)汽車起步時，踩油門到底，歷時13.2秒，速度達(dá)到100千米每小時，在第6秒時，在加速度、振幅檢測系統(tǒng)的儀表上顯示的最大加速度是4.8m/s² 。當(dāng)汽車以100千米每小時行駛時，踩剎車到底，歷時3.8秒，車停止，在第2秒時，在加速度、振幅檢測系統(tǒng)的儀表上顯示的最大加速度是8.57 m/s2。

將上述加速度、振幅檢測系統(tǒng)豎直安裝應(yīng)用到長城H6汽車上，檢測時由于滾輪組件的重力影響，將儀表示值補(bǔ)償遷移。再把儀表調(diào)整設(shè)置成振幅（位移）模式，車開到鄉(xiāng)村道路上，以50千米每小時的速度行駛，由儀表顯示振幅為±1.2-3.7cm。

在詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式之后，熟悉該項(xiàng)技術(shù)的人士可清楚地了解，在不脫離上述申請專利范圍與精神下可進(jìn)行各種變化與修改，凡依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍，且本發(fā)明亦不受限于說明書中所舉實(shí)例的實(shí)施。