基于多功能轉速信號調理電路的數字化應變式扭矩傳感器制造技術

本發明專利技術公開了基于多功能轉速信號調理電路的數字化應變式扭矩傳感器，其特征在于：主要由扭力軸（1），設置在扭力軸（1）上的集流環（3），粘貼在扭力軸（1）上且與集流環（3）相連接的應變片（2），與集流環（3）相連接的振蕩器（4）和多功能轉速信號調理電路（5），以及與多功能轉速信號調理電路（5）相連接的顯示儀（6）組成；所述多功能轉速信號調理電路（5）由信號限幅電路（51），與信號限幅電路（51）相連接的信號篩選電路（52），與信號篩選電路（52）相連接的施密特觸發電路（53）和積分電路（54）等組成。本發明專利技術通過多功能轉速信號調理電路對轉速信號進行處理，從而使傳感器的量測精度更高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種傳感器，具體是指基于多功能轉速信號調理電路的數字化應變式扭矩傳感器。
技術介紹
隨著現代科學技術的迅猛發展，扭矩測量技術已經成為測試技術的新分支。扭矩測量的應用領域越來越廣泛，大到飛機、般舶、鉆井、發電設備和冶金礦山設備等，小到微電機、家用電器和鐘表等。扭矩測量是各種機械新產品開發、質量檢驗、優化控制、工況監測和故障診斷等必不可少的內容。同時，傳感器還可以測量設備的轉速，因此應用于很多設備調試當中。隨著經濟實力和技術不平的大幅提升，在民用和國防方面的設備技術越來越先進，設備調試要求越來越高，這對扭矩傳感器的要求則更高。目前傳統的應變式扭矩傳感器其轉速測量精度并不高，達不到生產需求。因此，提供一種能夠高精度量測轉速的應變式扭矩傳感器則是當務之急。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服傳統的應變式扭矩傳感器其轉速測量精度不高的缺陷，提供一種基于多功能轉速信號調理電路的數字化應變式扭矩傳感器。本專利技術的目的通過下述技術方案實現：基于多功能轉速信號調理電路的數字化應變式扭矩傳感器，主要由扭力軸，設置在扭力軸上的集流環，粘貼在扭力軸上且與集流環相連接的應變片，與集流環相連接的振蕩器和多功能轉速信號調理電路，以及與多功能轉速信號調理電路相連接的顯示儀組成；所述多功能轉速信號調理電路由信號限幅電路，與信號限幅電路相連接的信號篩選電路，與信號篩選電路相連接的施密特觸發電路和積分電路，與施密特觸發電路相連接的微分電路和微處理電路，同時與積分電路以及微分電路相連接的單穩態多諧振蕩電路組成。進一步的，所述的信號限幅電路由放大器P，三極管VT1，三極管VT2，一端與放大器P的負極相連接、另一端接地的電阻R2，串接在放大器P的負極和輸出極之間的電阻R3，一端與放大器P的正極相連接、另一端則作為電路的一輸入端的電阻R1，正極與放大器P的正極相連接、負極則與三極管VT1的集電極相連接的極性電容C1，N極與信號篩選電路相連接、P極與三極管VT2的集電極相連接的二極管D2，一端與三極管VT1的發射極相連接、另一端與三極管VT2的基極相連接的電阻R6，P極與三極管VT2的發射極相連接、N極接地的二極管D1，一端與三極管VT1的發射極相連接、另一端與二極管D1的N極相連接的電阻R5組成；所述放大器P的輸出極與信號篩選電路相連接。所述的信號篩選電路包括電阻R4，電阻R7，二極管D3，極性電容C2，場效應管Q；極性電容C2的正極與場效應管Q的源極相連接、其負極則與積分電路相連接，場效應管Q的柵極經電阻R4后與放大器P的輸出極相連接、其源極還與二極管D2的N極相連接、漏極則順次經二極管D3和電阻R7后與施密特觸發電路相連接。所述的施密特觸發電路由與非門K1，三極管VT3，P極經極性電容C3后接地、N極則與三極管VT3的基極相連接的二極管D4，一端與三極管VT3的基極相連接、另一端和與非門K1的輸出極相連接的電阻R12，以及一端與三極管VT3的集電極相連接、另一端與微處理電路相連接的電阻R13組成；所述與非門K1的正相輸入端和反相輸入端均與三極管VT3的集電極相連接、其輸出極與微分電路相連接，三極管VT3的基極與電阻R7相連接、發射極與積分電路相連接。所述的積分電路由三極管VT4，N極與單穩態多諧振蕩電路相連接、P極則順次經極性電容C5和電阻R10以及電阻R9后與三極管VT3的發射極相連接的二極管D5，一端與三極管VT4的集電極相連接、另一端與三極管VT4的基極相連接的電阻R8，以及正極與三極管VT4的發射極相連接、負極經電阻R11后與二極管D5的N極相連接的極性電容C4組成；所述三極管VT4的基極與極性電容C2的負極相連接、集電極與電阻R9和電阻R10的連接點相連接。所述的微分電路包括與非門K2，與非門K3，二極管D6，極性電容C6；二極管D6的P極和與非門K1的輸出極相連接、其N極則和與非門K3的正相輸入端相連接，極性電容C6的正極和與非門K3的反相輸入端相連接、其負極接地，與非門K2的正相輸入端和反相輸入端均與二極管D6的P極相連接、其輸出極則與極性電容C6的正極相連接，與非門K3的輸出極與單穩態多諧振蕩電路相連接。所述的微處理電路包括三極管VT5，二極管D7，電阻R14；二極管D7的N極與三極管VT5的基極相連接、其P極接地，電阻R14的一端與三極管VT5的基極相連接、另一端則與三極管VT5的集電極相連接，三極管VT5的發射極同時與電阻R13以及單穩態多揩振蕩電路相連接，集電極作為電路一輸出端。所述的單穩態多諧振蕩電路包括振蕩芯片U，與非門K4，電阻R15，電阻R16，極性電容C7；極性電容C7的負極接地、其正極則經電阻R15后與三極管VT5的發射極相連接，與非門K4的正相輸入端和反相輸入端均與振蕩芯片U的OUT管腳相連接、其輸出端則經電阻R16后作為電路另一輸出端，振蕩芯片U的RE管腳和VCC管腳均與三極管VT5的發射極相連接、其TRIG管腳和與非門K3的輸出端相連接、CONT管腳與二極管D5的N極相連接、GND管腳與其CONT管腳相連接的同時接地、其THR管腳和DIS管腳均與極性電容C7的正極相連接。所述的振蕩芯片U為NE555集成電路。本專利技術較現有技術相比，具有以下優點及有益效果：（1）本專利技術通過多功能轉速信號調理電路對轉速信號進行處理，從而使傳感器的量測精度更高。（2）本專利技術采用NE555集成芯片，使傳感器更加穩定。附圖說明圖1為本專利技術的整體結構示意圖；圖2為本專利技術的多功能轉速信號調理電路的結構示意圖。以上附圖中的附圖標記名稱為：1—扭力軸，2—應變片，3—集流環，4—振蕩器，5—多功能轉速信號調理電路，6—顯示儀，51—信號限幅電路，52—信號篩選電路，53—施密特觸發電路，54—積分電路，55—微分電路。具體實施方式下面結合實施例對本專利技術作進一步地詳細說明，但本專利技術的實施方式并不限于此。實施例如圖1所示，本專利技術主要由作為機械轉換元件的扭力軸1，設置在扭力軸1上的集流環3，粘貼在扭力軸1上且與集流環3相連接的應變片2，與集流環3相連接的振蕩器4和多功能轉速信號調理電路5，以及與多功能轉速信號調理電路5相連接的顯示儀6組成。工作時把扭力軸1安裝在被測設備上，當被測設備轉動時，扭力軸1則被帶動，再通過應變片2來測量扭力軸1的轉速，并把信號輸送給集流環3。集流環3的作用是將應變片2的引線從旋轉著的扭力軸1上引出，即應變片2所采集到的轉速信號由集流環3傳輸給振蕩器4和多功能轉速信號調理電路5。轉速信號經多功能轉速信號調理電路5處理后再輸出給顯示儀6，這樣可以使檢測結果更加準確。該多功能轉速信號調理電路5為本專利技術的重點所在，如圖2所示，其由信號限幅電路51，與信號限幅電路51相連接的信號篩選電路52，與信號篩選電路52相連接的施密特觸發電路53和積分電路54，與施密特觸發電路53相連接的微分電路55和微處理電路56，同時與積分電路54以及微分電路55相連接的單穩態多諧振蕩電路57組成。...

【技術保護點】
基于多功能轉速信號調理電路的數字化應變式扭矩傳感器，其特征在于：主要由扭力軸（1），設置在扭力軸（1）上的集流環（3），粘貼在扭力軸（1）上且與集流環（3）相連接的應變片（2），與集流環（3）相連接的振蕩器（4）和多功能轉速信號調理電路（5），以及與多功能轉速信號調理電路（5）相連接的顯示儀（6）組成；所述多功能轉速信號調理電路（5）由信號限幅電路（51），與信號限幅電路（51）相連接的信號篩選電路（52），與信號篩選電路（52）相連接的施密特觸發電路（53）和積分電路（54），與施密特觸發電路（53）相連接的微分電路（55）和微處理電路（56），同時與積分電路（54）以及微分電路（55）相連接的單穩態多諧振蕩電路（57）組成。

【技術特征摘要】
1.基于多功能轉速信號調理電路的數字化應變式扭矩傳感器，其特征在于：主要由扭力軸（1），設置在扭力軸（1）上的集流環（3），粘貼在扭力軸（1）上且與集流環（3）相連接的應變片（2），與集流環（3）相連接的振蕩器（4）和多功能轉速信號調理電路（5），以及與多功能轉速信號調理電路（5）相連接的顯示儀（6）組成；所述多功能轉速信號調理電路（5）由信號限幅電路（51），與信號限幅電路（51）相連接的信號篩選電路（52），與信號篩選電路（52）相連接的施密特觸發電路（53）和積分電路（54），與施密特觸發電路（53）相連接的微分電路（55）和微處理電路（56），同時與積分電路（54）以及微分電路（55）相連接的單穩態多諧振蕩電路（57）組成。
2.根據權利要求1所述的基于多功能轉速信號調理電路的數字化應變式扭矩傳感器，其特征在于：所述的信號限幅電路（51）由放大器P，三極管VT1，三極管VT2，一端與放大器P的負極相連接、另一端接地的電阻R2，串接在放大器P的負極和輸出極之間的電阻R3，一端與放大器P的正極相連接、另一端則作為電路的一輸入端的電阻R1，正極與放大器P的正極相連接、負極則與三極管VT1的集電極相連接的極性電容C1，N極與信號篩選電路（52）相連接、P極與三極管VT2的集電極相連接的二極管D2，一端與三極管VT1的發射極相連接、另一端與三極管VT2的基極相連接的電阻R6，P極與三極管VT2的發射極相連接、N極接地的二極管D1，一端與三極管VT1的發射極相連接、另一端與二極管D1的N極相連接的電阻R5組成；所述放大器P的輸出極與信號篩選電路（52）相連接。
3.根據權利要求2所述的基于多功能轉速信號調理電路的數字化應變式扭矩傳感器，其特征在于：所述的信號篩選電路（52）包括電阻R4，電阻R7，二極管D3，極性電容C2，場效應管Q；極性電容C2的正極與場效應管Q的源極相連接、其負極則與積分電路（54）相連接，場效應管Q的柵極經電阻R4后與放大器P的輸出極相連接、其源極還與二極管D2的N極相連接、漏極則順次經二極管D3和電阻R7后與施密特觸發電路（53）相連接。
4.根據權利要求3所述的基于多功能轉速信號調理電路的數字化應變式扭矩傳感器，其特征在于：所述的施密特觸發電路（53）由與非門K1，三極管VT3，P極經極性電容C3后接地、N極則與三極管VT3的基極相連接的二極管D4，一端與三極管VT3的基極相連接、另一端和與非門K1的輸出極相連接的電阻R12，以及一端與三極管VT3的集電極相連接、另一端與微處理電路（56）相連接的電阻R13組成；所述與非門K1的正相輸入端和反相輸入端均與三極管VT3的集電極相連接、其輸出極...

【專利技術屬性】
技術研發人員：程社林，曹誠軍，余仁偉，程振寰，楊忠敏，
申請(專利權)人：四川誠邦測控技術有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51