東莞市德藝隆電子有限公司是一家專業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售為一體的精密廠商，是一家大型生產(chǎn)各種微動(dòng)開關(guān)的20年老品牌廠家。微動(dòng)開關(guān)已經(jīng)在我們的生活中廣泛應(yīng)用，今天小編為大家介紹的是防水微動(dòng)開關(guān)行程和力自動(dòng)測(cè)量方法研究。

　　防水微動(dòng)開關(guān)是具有速動(dòng)機(jī)構(gòu)及微小觸電間隙的精密機(jī)械電氣微動(dòng)開關(guān)。防水微動(dòng)開關(guān)出廠需測(cè)量部分指標(biāo)，如行程(預(yù)行程、超行程)、力(操作力、釋放力)等，同時(shí)還需要實(shí)時(shí)記錄力和行程之間的關(guān)系。

　　傳統(tǒng)的人工測(cè)量方法可以測(cè)量這幾項(xiàng)指標(biāo)，但都是分項(xiàng)測(cè)量，如采用千分尺進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量精度和重復(fù)性差，且不能測(cè)量力和行程的關(guān)系。

　　目前常用的自動(dòng)化測(cè)量主要為接觸式測(cè)量，如采用直線光柵尺來測(cè)量微動(dòng)開關(guān)的行程，配合力傳感器測(cè)量力，但力傳感器在測(cè)量過程中的變形會(huì)產(chǎn)生位移，而該位移無法精確計(jì)算，故采用直線光柵尺的距離作為防水微動(dòng)開關(guān)的行程有一定的誤差。

　　基于以上原因，提出了一種自動(dòng)測(cè)量力和行程的方法：采用激光測(cè)距傳感器測(cè)量行程，采用力傳感器測(cè)量力。該方法效率高、重復(fù)精度高，可廣泛應(yīng)用于類似微動(dòng)開關(guān)的測(cè)量。

　　1 原理設(shè)計(jì)

　　防水微動(dòng)開關(guān)安裝在力傳感器安裝板右端，激光測(cè)距傳感器安裝在安裝板左端(圖1)，當(dāng)力傳感器下降時(shí)，微動(dòng)開關(guān)的觸點(diǎn)接觸安裝板，微動(dòng)開關(guān)跟隨力傳感器下降，由于微動(dòng)開關(guān)彈簧對(duì)力傳感器的反作用力，傳感器作用區(qū)域?qū)澢冃?，產(chǎn)生微小的位移ΔX，微動(dòng)開關(guān)總的行程是力傳感器的平移距離X與ΔX之和，也即激光測(cè)量的距離(圖2)。

　　2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　如圖3所示，測(cè)力和行程結(jié)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)裝置、力傳感器、激光測(cè)距傳感器組成;驅(qū)動(dòng)裝置負(fù)責(zé)力傳感器的驅(qū)動(dòng)，力傳感器安裝在驅(qū)動(dòng)裝置上，微動(dòng)開關(guān)安裝在定制的工裝上;激光測(cè)距傳感器安裝在機(jī)座上。

　　測(cè)試流程：驅(qū)動(dòng)裝置向微動(dòng)開關(guān)方向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)力傳感器剛接觸到微動(dòng)開關(guān)時(shí)，傳感器產(chǎn)生微小形變所輸出的電壓信號(hào)作為激光測(cè)距傳感器的測(cè)試基準(zhǔn)(初始位置)。驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)傳感器繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到微動(dòng)開關(guān)的預(yù)行程(微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)剛好接觸)時(shí)，示波器采集到觸發(fā)信號(hào)，同時(shí)將該信號(hào)發(fā)送給激光傳感器作為預(yù)行程測(cè)量值;當(dāng)驅(qū)動(dòng)裝置達(dá)到激光傳感器設(shè)定的全行程值時(shí)，驅(qū)動(dòng)裝置停止運(yùn)動(dòng)。

　　3 行程、力測(cè)量理論分析

　　3.1 行程測(cè)量分析

　　激光在測(cè)量時(shí)產(chǎn)生光斑，當(dāng)被測(cè)物體與光斑垂直時(shí)，被測(cè)物體的實(shí)際尺寸即為L(zhǎng)(圖4);當(dāng)被測(cè)物體與光斑不垂直時(shí)，激光在被測(cè)物上會(huì)產(chǎn)生位移分量，使得激光測(cè)量出的數(shù)值與實(shí)際距離有偏差，需進(jìn)行誤差分析。

　　從理論上分析激光傳感器測(cè)量的距離即為微動(dòng)開關(guān)的動(dòng)作行程。為滿足要求，選取傳感器的行程為20 mm，精度為0.005 mm。

　　3.2 力測(cè)量分析

　　微動(dòng)開關(guān)力的大小采用力傳感器測(cè)量，傳感器接觸微動(dòng)開關(guān)時(shí)產(chǎn)生微弱形變并輸出毫伏級(jí)電壓信號(hào)。為滿足要求，選取力傳感器范圍為50 N，精度為0.01%FS，選用6位半高精度數(shù)字萬用表實(shí)現(xiàn)對(duì)該信號(hào)的高精度測(cè)量，測(cè)量精度達(dá)0.001 5%。

　　因此，從理論上分析，力傳感器及6位半高精度數(shù)字萬用表可用于微動(dòng)開關(guān)力的測(cè)量。

　　4 測(cè)試結(jié)果

　　經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，得到行程和力的曲線如圖5所示。

　　通過激光測(cè)距和力傳感器組合測(cè)量微動(dòng)開關(guān)的行程和力，避免了人工測(cè)量的誤差，同時(shí)采用激光測(cè)距儀直接測(cè)量行程，避免了中間的測(cè)量環(huán)節(jié)，測(cè)量精度高，重復(fù)性好，該方法也可實(shí)時(shí)顯示力和位移的關(guān)系，滿足實(shí)際測(cè)試需求。

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