一種扭矩角度傳感器制造技術

本實用新型專利技術涉及一種傳感器，特別涉及一種扭矩角度傳感器。本實用新型專利技術包括第一角度信號采集單元、第二角度信號采集單元、信號處理單元，所述第一角度信號采集單元、信號處理單元的信號輸入端均連接來自輸入軸的第一角度信號，第二角度信號采集單元、信號處理單元的信號輸入端均連接來自輸出軸的第二角度信號；第一角度信號采集單元、第二角度信號采集單元中均設置有激勵線圈和接收線圈，所述激勵線圈設置為依次串聯的第一激勵線圈和第二激勵線圈，接收線圈設置與電路板分別相連的第一接收線圈和第二接收線圈。本實用新型專利技術提供了一種能夠精確測量接收信號，并且能夠同時采集角度信號和扭矩信號的扭矩角度傳感器，而且本實用新型專利技術的體積小、集成度高。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種傳感器，特別涉及一種扭矩角度傳感器。
技術介紹
角度傳感器是測量旋轉體角位移等物理參數的傳感器，而扭矩傳感器是對各種旋轉或非旋轉機械部件上對扭轉力矩感知的檢測，現有的機電系統中經常要求檢測位移、角度、以及扭矩。現有技術中的傳感器大多數采用的是單一的信號采集模式，使得傳感器進行采集時只能單一的采集角度信號或者扭矩信號，而且激勵線圈的繞線方式大多數采用不帶中間抽頭的激勵線圈繞制而成，使提供的交流信號較弱，不利于信號的準確測量，而且激勵線圈和接收線圈的繞法導致傳感器的體積過大。因此迫切的需要一種能夠精確測量接收信號，并且能夠同時采集角度信號和扭矩信號的扭矩角度傳感器。
技術實現思路
本技術為了克服上述現有技術的不足，提供了一種扭矩角度傳感器，本技術提供了一種能夠精確測量接收信號，并且能夠同時采集角度信號和扭矩信號的扭矩角度傳感器，而且本技術的體積小、集成度高。為實現上述目的，本技術采用了以下技術措施：一種扭矩角度傳感器，包括第一角度信號采集單元、第二角度信號采集單元以及信號處理單元，所述第一角度信號采集單元、信號處理單元的信號輸入端均連接來自輸入軸的第一角度信號，所述第二角度信號采集單元、信號處理單元的信號輸入端均連接來自輸出軸的第二角度信號；所述第一角度信號采集單元中設置有激勵線圈和接收線圈，所述激勵線圈設置為依次串聯的第一激勵線圈和第二激勵線圈；所述接收線圈至少設置為與電路板分別相連的第一接收線圈和第二接收線圈；所述第一激勵線圈、第二激勵線圈、第一接收線圈和第二接收線圈均沿圓周方向環繞排布，且均同軸設置；所述第一激勵線圈和第二激勵線圈分別設置在接收線圈的內外兩側，且 第一激勵線圈和第二激勵線圈的旋繞方向相反；所述接收線圈的繞線方式相同，即單個接收線圈沿圓周方向的正反兩個方向旋繞至少兩個圓周，且單個接收線圈的兩個圓周的繞線軌跡在電路板所處平面上的投影形成若干依次相連的閉合回路；所述第一接收線圈和第二接收線圈之間以同軸設置的軸心為圓心并旋轉偏差一定角度設置。本技術還可以通過以下技術措施進一步實現。優選的，所述第一角度信號采集單元包括第一芯片，所述第一芯片的引腳1接地，第一芯片的引腳2連接第一電阻的一端、第一角度信號、以及信號處理單元，所述第一電阻的另一端連接電源，所述第一芯片的引腳3懸空放置，第一芯片的引腳4連接第四電容的一端以及電源，所述第四電容的另一端接地，第一芯片的引腳5連接第五電容的一端并接基準電源，所述第五電容的另一端連接第一芯片的引腳6、引腳7并接地，所述第一芯片的引腳8、引腳10分別連接第四電感、第三電感的一端，所述第四電感、第三電感的另一端以及第一芯片的引腳9均接地，所述第一芯片的引腳11連接第二電阻、第三電阻的一端，所述第二電阻的另一端接基準電源，所述第三電阻的另一端連接第二電容、第三電容的一端并接地，所述第二電容的另一端連接第一芯片的引腳13以及第一電感的一端，所述第三電容的另一端連接第一芯片的引腳12以及第二電感的一端，所述第一電感、第二電感的另一端均連接電源，所述第一芯片的引腳14連接第一電容的一端，所述第一電容的另一端接基準電源；所述第一電感即為第一激勵線圈，所述第二電感即為第二激勵線圈，所述第三電感即為第一接收線圈，所述第四電感即為第二接收線圈。優選的，單個接收線圈沿圓周方向呈彎折狀布置，且單個接收線圈沿某一旋轉方向繞設一個圓周后，再折返沿前述旋轉方向的反方向繞設一個圓周。優選的，所述扭矩角度傳感器中還設置有圓盤狀的轉子，所述轉子與激勵線圈、接收線圈同軸設置，轉子的外圓周處設置有多個凸齒，凸齒之間設 置有空部，所述凸齒與空部的形狀均相同；所述閉合回路在圓周方向上的跨度長度等于所述凸齒的與閉合回路相應位置處的寬度，也即所述閉合回路在圓周方向上的跨度長度等于所述空部的與閉合回路相應位置處的寬度。進一步的，所述轉子的材質為銅。進一步的，所述第一激勵線圈和第二激勵線圈的旋繞圈數相同，且第一激勵線圈和第二激勵線圈的旋繞方向相反。進一步的，所述閉合回路的形狀為菱形或矩形。進一步的，所述第二角度信號采集單元與第一角度信號采集單元的電路結構以及繞線結構均相同。本技術的有益效果在于：1)、本技術包括第一角度信號采集單元、第二角度信號采集單元以及信號處理單元，所述第一角度信號采集單元、信號處理單元的信號輸入端均連接來自輸入軸的第一角度信號，所述第二角度信號采集單元、信號處理單元的信號輸入端均連接來自輸出軸的第二角度信號。因此本技術提供了一種可以同時采集角度信號和扭矩信號的傳感器，而且成本低廉、可靠性高、便于使用，被廣泛應用于機電系統中；而且本技術中的第一接收線圈和第二接收線圈均沿圓周方向環繞排布，且均同軸設置，單個接收線圈沿圓周方向呈彎折狀布置，且單個接收線圈沿某一旋轉方向繞設一個圓周后，再折返沿前述旋轉方向的反方向繞設一個圓周，使得單個接收線圈的正反回路之間產生的感應電動勢相互抵消，激勵線圈設置為依次串聯的第一激勵線圈和第二激勵線圈，可以將第一激勵線圈和第二激勵線圈看成一個采用中間抽頭方式繞制的激勵線圈，因此激勵線圈所提供的正弦交流信號強度增強，且信號的純凈度更高。2)、所述第一激勵線圈和第二激勵線圈分別設置在接收線圈的內外兩側，節約了本技術的繞線空間，所述第一激勵線圈和第二激勵線圈的旋繞圈數相同，且第一激勵線圈和第二激勵線圈的旋繞方向相反，確保內外側產生的磁場方向相同，且相互增強；而且本技術的體積小、集成度高。3)、所述閉合回路在圓周方向上的跨度長度等于所述凸齒的與閉合回 路相應位置處的寬度，也即所述閉合回路在圓周方向上的跨度長度等于所述空部的與閉合回路相應位置處的寬度，保證了轉子在轉動時，接收線圈產生的感應電動勢呈周期性變化。附圖說明圖1為本技術的框圖連接圖；圖2為本技術的電路原理圖；圖3為本技術的繞線結構圖；圖4為本技術的第一激勵線圈、第二激勵線圈的結構圖；圖5為本技術的轉子與第一接收線圈、第二接收線圈的結構圖。圖中的附圖標記含義如下：10—第一角度信號采集單元 20—第二角度信號采集單元30—信號處理單元 L1—第一激勵線圈L2—第二激勵線圈 L3—第一接收線圈L4—第二接收線圈 Z1—轉子U1～U3—第一芯片～第三芯片 R11～R13—第十一電阻～第十三電阻R1～R3—第一電阻～第三電阻 C1～C5—第一電容～第五電容C11～C17—第十一電容～第十七電容L11～L14—第十一電感～第十四電感具體實施方式下面將結合本技術實施例中的附圖，對本技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本技術保護的范圍。如圖1所示，一種扭矩角度傳感器包括第一角度信號采集單元10、第二角度信號采集單元20以及信號處理單元30，所述第一角度信號采集單元10、信號處理單元30的信號輸入端均連接來自輸入軸的第一角度信號，所述第二角度信號采集單元20、信號本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種扭矩角度傳感器，其特征在于：包括第一角度信號采集單元(10)、第二角度信號采集單元(20)以及信號處理單元(30)，所述第一角度信號采集單元(10)、信號處理單元(30)的信號輸入端均連接來自輸入軸的第一角度信號，所述第二角度信號采集單元(20)、信號處理單元(30)的信號輸入端均連接來自輸出軸的第二角度信號；所述第一角度信號采集單元(10)中設置有激勵線圈和接收線圈，所述激勵線圈設置為依次串聯的第一激勵線圈(L1)和第二激勵線圈(L2)；所述接收線圈至少設置為與電路板分別相連的第一接收線圈(L3)和第二接收線圈(L4)；所述第一激勵線圈(L1)、第二激勵線圈(L2)、第一接收線圈(L3)和第二接收線圈(L4)均沿圓周方向環繞排布，且均同軸設置；所述第一激勵線圈(L1)和第二激勵線圈(L2)分別設置在接收線圈的內外兩側，且第一激勵線圈(L1)和第二激勵線圈(L2)的旋繞方向相反；所述接收線圈的繞線方式相同，即單個接收線圈沿圓周方向的正反兩個方向旋繞至少兩個圓周，且單個接收線圈的兩個圓周的繞線軌跡在電路板所處平面上的投影形成若干依次相連的閉合回路；所述第一接收線圈(L3)和第二接收線圈(L4)之間以同軸設置的軸心為圓心并旋轉偏差一定角度設置。...

【技術特征摘要】
1.一種扭矩角度傳感器，其特征在于：包括第一角度信號采集單元(10)、第二角度信號采集單元(20)以及信號處理單元(30)，所述第一角度信號采集單元(10)、信號處理單元(30)的信號輸入端均連接來自輸入軸的第一角度信號，所述第二角度信號采集單元(20)、信號處理單元(30)的信號輸入端均連接來自輸出軸的第二角度信號；所述第一角度信號采集單元(10)中設置有激勵線圈和接收線圈，所述激勵線圈設置為依次串聯的第一激勵線圈(L1)和第二激勵線圈(L2)；所述接收線圈至少設置為與電路板分別相連的第一接收線圈(L3)和第二接收線圈(L4)；所述第一激勵線圈(L1)、第二激勵線圈(L2)、第一接收線圈(L3)和第二接收線圈(L4)均沿圓周方向環繞排布，且均同軸設置；所述第一激勵線圈(L1)和第二激勵線圈(L2)分別設置在接收線圈的內外兩側，且第一激勵線圈(L1)和第二激勵線圈(L2)的旋繞方向相反；所述接收線圈的繞線方式相同，即單個接收線圈沿圓周方向的正反兩個方向旋繞至少兩個圓周，且單個接收線圈的兩個圓周的繞線軌跡在電路板所處平面上的投影形成若干依次相連的閉合回路；所述第一接收線圈(L3)和第二接收線圈(L4)之間以同軸設置的軸心為圓心并旋轉偏差一定角度設置。2.如權利要求1所述的一種扭矩角度傳感器，其特征在于：所述第一角度信號采集單元(10)包括第一芯片(U1)，所述第一芯片(U1)的引腳1接地，第一芯片(U1)的引腳2連接第一電阻(R1)的一端、第一角度信號、以及信號處理單元(30)，所述第一電阻(R1)的另一端連接電源，所述第一芯片(U1)的引腳3懸空放置，第一芯片(U1)的引腳4連接第四電容(C4)的一端以及電源，所述第四電容(C4)的另一端接地，第一芯片(U1)的引腳5連接第五電容(C5)的一端并接基準電源，所述第五電容(C5)的另一端連接第一芯片(U1)的引腳6、引腳7并接地，所述第一芯片(U1)的引腳8、引腳10分別連接第四電感(L4)、第三電感(L3)的一端，所述第四電感(L4)、第三電感(L3)的另一端以及第一芯片(U1)的引腳9均接地， 所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：白宇，
申請(專利權)人：安徽沃巴弗電子科技有限公司，
類型：新型
國別省市：安徽;34