加速度、振幅传感器技术领域
本发明涉及加速度、振幅传感器，属于自动检测技术领域。
背景技术
目前的加速度、振幅传感器有多种多样，但在实际使用实践中，如滑动电阻式加速
度、振幅传感器， 有以下缺陷，一是它的摩擦阻力较大，在工作过程中容易产生局部发热、
造成材料的磨损，导致电阻值改变和使用寿命的缩短，特别是在动作频率较高的情况下，这
种情况更易发生；二是这种传感器使用环境温度较低；三是不容易做的较长，应用到较高环
境温度与特殊的场合，受到一定的限制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述加速度、振幅传感器存在的缺陷，提供一种加速度、振
幅传感器。
为实现本发明的目的，采用了下述的技术方案：加速度、振幅传感器，包括箱体，在
箱体内上下对应设置上槽体和下槽体，上槽体的槽口向下，下槽体的槽口向上，在下槽体的
槽内设置有绕线电阻板，绕线电阻板与下槽体之间绝缘，在上槽体的底部固定设置有金属
导电带，金属导电带与上槽体之间绝缘， 在绕线电阻板与金属导电带之间设置有导电的滚
轮组合件，所述的滚轮组合件包括大滚轮和分别位于大滚轮前后的两个小滚轮，前后方向
指绕线电阻板的长度方向，大滚轮位于绕线电阻板之上且与绕线电阻板上表面之间导通，
在大滚轮轴的两端连接有弹片，两个小滚轮的轴直接或间接连接在弹片上，两个小滚轮与
金属导电带相互接触，弹片的两个端部分别连接有一个弹簧，两个弹簧的另一端固定连接
在箱体的内壁两端，从绕线电阻板的两端分别引出引线A、引线B，从金属导电带的端部引出
引线C，引线A、引线B、引线C作为加速度、振幅传感器的接线端口，使用时，引线A、引线B、引
线C连接至模拟量变送模块电路，变送模块再连接至仪表，进一步的，上槽体和下槽体均为
槽型金属构件，在下槽体的槽内面设置有绝缘漆层，绝缘漆层上粘贴有厚度为0.1～0.3毫
米的云母片，绕线电阻板固定安装在云母片上部，上槽体的内表面设置有绝缘漆层，绝缘漆
层上粘贴有厚度为0.1～0.3毫米的云母片，金属导电带通过云母片与上槽体之间隔离绝
缘，进一步的，所述的大滚轮轴位于两个小滚轮轴的下方，大滚轮轴及两个小滚轮轴三者中
心的连线为三角形结构，进一步的，所述的两个小滚轮相同，两个小滚轮在大滚轮前后对称
设置。
本发明的积极有益技术效果在于：一是把常规的移动所采用滑动摩擦改变为滚动
摩擦，从而减小了摩擦阻力，二是滑动摩擦容易产生局部的发热和材料的磨损，容易导致电
阻改变和使用寿命缩短，本发明的滚动接触式的绕线电阻不容易产生局部的发热和材料的
磨损，不容易导致电阻改变，能增长使用寿命；三是由于本传感器中应用的槽型金属构件、
漆包康铜电阻丝、环氧玻纤布基板、酚醛树脂板、滚轮组合件耐温较高，可以在环境温度较
高的场所使用；五是这种传感器可以做的较长，可广泛应用到多种测量和自动控制领域。
附图说明
图1是本发明传感器的整体结构示意图。
图2是本发明传感器从左右方向剖开的截面示意图。
图3是滚轮组合件的示意图。
图4是滚轮组合件的俯视示意图。
图5是传感器的输出端口与模拟量变送模块电路连接后的示意图。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例。这些实施实例仅仅是
对本发明的阐述，不限制本发明的范围。
本发明的检测原理是：由牛顿第二定律得：F = m a ，加速度a =F / m ，由胡克定
律得：F = k x，当传感器随被测物体运动时，滚轮组合件所受的合外力将由滚轮组合件的
前后弹簧提供，当运动方向设定向前为N、向后为S时，当物体向前N加速度运动时，滚轮组合
件在前N方向的弹簧将处于拉伸状态，为滚轮组合件提供拉力得F=kx；滚轮组合件在向后S
方向的弹簧将处于压缩状态，为滚轮组合件提供推力F=kx，由于两个弹簧相同、劲度系数相
同、两弹簧的弹性形变量相同，因此产生的力相等，滚轮受到的合外力为：F=kx+kx即F=2kx。
再结合F=ma ， a=F/m 可得a = 2kx/m。
结合附图对本发明进一步详细的解释，附图中各标记为：1：箱体；2：上槽体；3：下
槽体；4：导电带；5：绕线电阻板；6：滚轮组合件；7：引线A；8：引线B；9：引线C；10：绝缘漆及云
母片； 12：辅助电源；14：电流环路变送模块；16：支架61：大滚轮；62：小滚轮一；63：小滚轮
二；64：弹片；65：弹簧一；66：弹簧二；611：大滚轮轴；621：小滚轮一轴；631：小滚轮二轴。需
要说明的是，本发明中是以上槽体、下槽体为水平方向进行说明的，其它各部件的位置均是
相对位置，在实际使用时，根据安装测量的需要，上槽体、下槽体可以是水平方向或竖直方
向，也可以是倾斜呈任意角度。如附图所示，特别说明：在图2中，为了便于区分说明，在图中
显示的滚轮组合件与下部的绕线电阻板和上部的金属导电间有间隙，实际制作时，滚轮组
合件6应该与下部的绕线电阻板和上部的金属导电带均为接触。
以下为本发明的检测系统的具体制作例：
绕线电阻板的制作：取长260mm,宽5mm,厚10mm, 环氧玻纤布基板， 漆包康铜电阻丝取
直径为0.15 mm，每米电阻值为27.60Ω，现在260mm的板上绕线，滚轮组合件有效行程距离
200mm，绕200mm / 0.15 mm≈1333.33匝，绕每匝的长度为30 mm，共计绕线长度为：1333.33
匝×30 mm ≈39999.99mm ≈40.00米，总电阻值为40.00米×27.60Ω=1104.00Ω，在传感
器焊接应用时，在绕线电阻板上用惠斯通电桥测量取电阻1000Ω。
图5中，ISO-R9-P3-O2-Z模块框内的1-12为接线端口编号，带引线的1-12为附图标
记编号。如图所示，加速度、振幅检测传感器，所述的加速度、振幅检测传感器包括箱体1，箱
体的长方形绝缘板用酚醛树脂板绝缘材料制作，在箱体1内上下对应设置上槽体2和下槽体
3，上槽体2的槽口向下，下槽3的槽口向上，在下槽体3的槽内设置有绕线电阻板5，绕线电阻
板5与下槽体3之间绝缘，在上槽体2的底部固定设置有金属导电带4，金属导电带4与上槽体
2之间绝缘，上槽体2和下槽体3均为槽型金属构件，在下槽体3的槽内面设置有绝缘漆层，绝
缘漆层上粘贴有厚度为0.1～0.3毫米的云母片，图中10所示为绝缘漆及云母片，绕线电阻
板5固定安装在云母片上部，上槽体的内表面设置有绝缘漆层，绝缘漆层上粘贴有厚度为
0.1～0.3毫米的云母片，金属导电带通过云母片与上槽体之间隔离绝缘，在绕线电阻板5与
金属导电带4之间设置有导电的滚轮组合件6，所述的滚轮组合件6包括大滚轮61和分别位
于大滚轮61前后的两个小滚轮，如图所示的小滚轮一62、小滚轮二63，前后方向指绕线电阻
板的长度方向，大滚轮61位于绕线电阻板之上且与绕线电阻板5上表面之间导通，在大滚轮
轴611的两端连接有弹片64，两个小滚轮的轴直接或间接连接在弹片64上，图3中，小滚轮一
轴621、小滚轮轴二631通过竖直方向的支架连接在弹片64上，16所示为一个支架，弹片64使
滚轮组合件与金属导电带和绕线电阻板之间良好的接触，两个小滚轮与金属导电带5相互
接触，弹片64的两个端部分别有一个弹簧，如图所示，弹片64的一端连接有弹簧一65，另一
端连接有弹簧二66，弹簧的拉伸方向为前后方向，两个弹簧的另一端固定连接在箱体1的内
壁两端，从绕线电阻板5的两端分别引出引线A7、引线B8，从金属导电带的端部引出引线C9，
引线A、引线B、引线C作为加速度、振幅传感器的接线端口，连接到电流环路变送模块，所述
的电流环路变送模块的型号为：电流变送模块 ISO-R9-P3-O2-Z，ISO-R9-P3-O2-Z是电流环
路变送模块，共有12个接线端，引线A、引线B、引线C分别连接到ISO-R9-P3-O2-Z电流环路变
送模块的1、2、3接线端，电流环路变送模块ISO-R9-P3-O2-Z的5、6接线端连接辅助电源12的
正极与负极，电流环路变送模块ISO-R9-P3-O2-Z的8、11接线端连接一个调整零点的电位
器，电流环路变送模块ISO-R9-P3-O2-Z的9、10接线端连接一个检测满程的电位器，电流环
路变送模块ISO-R9-P3-O2-Z的7接线端是模拟量信号4-20mA电流输出端，电流环路变送模
块ISO-R9-P3-O2-Z的7、12接线端有如下连接方式：一是连接至仪表的模拟量信号4-20mA电
流输入接线端，最后由仪表将4-20mA模拟量信号转换成数字量信号，把加速度、振幅的检测
值显示出来，制成了独立的加速度、振幅测量传感器，所述的大滚轮轴611位于两个小滚轮
轴的下方，大滚轮轴及两个小滚轮轴三者中心的连线为三角形结构，三角形结构使滚轮组
合件运动平稳，不易变形，所述的两个小滚轮相同，两个小滚轮在大滚轮两侧对称设置。本
发明在具体制作时，长方形箱体1中长方形绝缘板用酚醛树脂板绝缘材料制作，槽形金属构
件可用铝型材、铜、铜镀银、不锈钢制；金属导电带可用铜、铜镀银、不锈钢片制作，金属片电
极引线可用铜丝、镀银铜丝制作。金属导电带的长、宽和箱体上部内的上槽体的槽长、宽一
致，滚轮组合件小滚轮一、小滚轮二、滚轮轴、弹片组合装配而成，与滚轮组合件连接的弹簧
可选用不锈钢弹簧，小滚轮、大滚轮、滚轮轴可选用铜、不锈钢制作，弹片可采用铜合金、铜
合金镀银、不锈钢片制作，绕线电阻板用绝缘漆包康铜电阻丝，密绕在一条长方形绝缘板上
制作成绕线电阻板。绕线电阻板的长、宽与下槽体的槽一致，在绕线电阻板的上表面打磨掉
绝缘漆成裸露线面以保证与滚轮组合件有良好的接触，在绕线电阻板两端引出引线A和引
线B。引线A和引线B可用铜丝、镀银铜丝制作。当箱体运动状态发生改变时，滚轮组合件将会
在绕线电阻板的裸露线面上滚动。由于滚轮组合件在绕线电阻板的接触点的移动，使电阻
值发生变化。
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱
离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实
施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不
受限于说明书中所举实例的实施。