包括至少三个应变仪的变形传感器轴承的制作方法

专利名称：包括至少三个应变仪的变形传感器轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及轴7 义，所述轴承包括固定环、转动环和至少一排滚
动体，所述滚动体#:，没置在形成于该些环之间的轴岸义滚道中，以侵_ 于允i午它们之间的相^H走專争。
背景技术：
本发明典型地适用于机动车辆的轮子的轴承，固定环连接所述 车辆的底盘并且轮子与转动环结合。
当希望知道施加到轮子和路面(所述轮子在它上面转动)之间 的界面上的力时，已知可以测量4仑胎或者底盘4立置处的力。然而， 轮胎处的测量提出了在轮胎的转动基准和计算的固定基准之间的 信号传送的重要问题，所述转动基准还应该持久地相对于所述固定 基准定位以便于可以实现计算。关于底盘处的测量，由于连4妻所述 底盘和所述4仑子的不同组件之间的力的分配，4吏得该测量4艮难实 现。
因此，如文献FR-2 839 553和FR-2 812 356才是到的，作为在 轮子和底盘之间的第 一连接组件的固定环尤其被当作支座使用，以 《更确定车辆移动时施加在4仑子和底盘之间的界面上的力。
具体而言，力的确定可以通过测量由滚动体的通过引起的固定 环的变形来实3见。事实上，变形的幅度表i见要确定的力。用这样的确定力的策略，提出了一个问题，变形信号取决于旋 转速度。尤其，低速测量的质量是不够好的并且所述确定只有在测 量至少两个相继的滚动体通过引起的变形以后才可行。
因此，当力的测量应该实时或者以最小的延迟实现，这个问题 就更加急迫，诸如对于车辆的动态控制系统，实时或者最小延迟是
必须的，例如1，ABS(防锁死刹车系统)或l，ESP (电子稳定装置)。

发明内容
本发明尤其以纠正这个问题为目的，从而提出了一种轴承，所 述轴承包括用于确定固定环的变形幅度的确定系统，所述系统^皮设 置成用于实现变形信号的空间插值法以 <更在所有时刻并且独立于 转动速度的情况下具有变形的测量值，因此能够确定力。
因此，才艮据第一个实施例，本发明4是出了一种轴承，所述轴承 包含固定环，转动环和i殳置在轴承滚道中的至少一排滚动体，所述 轴承滚道形成于这些环之间，以便允许它们之间的相对旋转，所述 滚动体均匀分布在轴承滚道中并且具有角偏差X,所述轴承包含固 定环的区i或的々I正弦变形幅度A的至少一个确定系统，该变形是在 旋转时被引起，其中，确定系统包括
-三个应变4义，每一个应变4义依据所述应变4义经受的变形发出 信号，这些应变仪均匀分布在所述区域并且间距为X/4;
-用于测量三个信号Vi的测量装置，三个信号Vi分别随当旋 转时每个应变4义发出的信号的时间变化而变化，所述装置通过将三 个信号Vj组合能够产生两个同角同幅的信号分别是SIN和COS, 所述幅度和A有关；-用于测量随时间变化的区域变形的幅度A的计算装置，所述
装置被设置成计算表达式SIN2+COS2,以便推断出幅度A。
尤其，该些应变仪是基于电阻元件，以便每一个应变仪具有根 据该应变仪经受的变形而变化的电阻Rj ，测量装置包括在三个应 变4义之间的电流回^各电^各，所述电^各包4舌具有可调节增益Gi的三个 微分放大器的第一级。
此夕卜，当旋转时设置在轴承变形区域上的应变4义产生的信号的
频率分析证明了不同的干扰信号的存在。尤其，由滚珠通过引起的
4言号^皮与4争动缺陷的存在相对应的频率干纟尤。因此，可以识别频率
是对应于转动环的偏心率缺陷的频率的两倍的信号，并且可以识别 频率与对应于專争动环的中心偏移缺陷的频率相同的4言号。
才艮据补充的方面，本发明目的是摆脱这样的干扰信号的存在以 便于改善当旋转时所引起的轴承固定环的 一 个区域的假正弦变形 幅度的测量信号的质量。
因此，根据对第一个实施例进行补充的第二个实施例，本发明 、提出一种轴承，所述轴承包括第四个应变仪，该应变仪按照所述应 变仪经受的变形发出信号，该应变仪和其他三个应变仪中的一个间 隔X/4距离，电流回路电路包括所述第四个应变仪和在第一级中的 具有可调节增益Gi的第四个纟敫分放大器，以〗更发送四个信号Vi， 所述信号分别是当旋转时每个应变仪发出的信号的时间变化的函 数，其中测量装置还包括第二级微分放大器，所述第二级包括三个 樣吏分》文大器，所述三个樣史分放大器净皮安装成用于得到差V广V2， V2-V3和V4-V3,设置至少一个第三级微分放大器用于通过组合来自 第二级的三个信号而发出信号SIN和COS。根据对第二个实施例进行补充的第三个实施例，本发明提出了 一种轴承，所述轴承包括第五个应变仪，所述应变仪根据所述应变 4义经受的变形发出信号，所述应变4义和其他四个应变4义中的 一个间
隔X/4距离，电流回路电路包括所述第五个应变仪和在第一级中的 具有可调节增益Gj的第五个微分放大器，以便发送五个信号Vi, 所述信号分别随当旋转时每个应变仪发出的信号的时间变化而变 化，其中测量装置还包括第二级微分放大器，所述第二级微分放大 器包括四个微分放大器，所述四个微分放大器被设置成用于得到差 V广V2， V2-V3, V4-V3和Vs-V4， i殳置至少一个第三级樣i分》支大器用 于通过组合来自第二级的四个信号而发出信号SIN和COS。
在上面两个实施例中，所述测量装置可以包括第三和第四级微: 分放大器，第三级组合来自第二级的信号，第四级组合来自来自第 二级和/或第三级的信号，以便发出滤波的信号SIN和COS。
才艮据对第二个实施例进行补充的第四个实施例，本发明才是出了 一种轴承，所述轴承包括三个补充应变仪，该些补充应变仪根据所 述应变4义经受的变形发出4言号，该些补充应变^U翁入在其4也四个应 变4义之间，以1更在区域上形成七个均匀分布的应变〗义的整体并且该 些应变仪之间的间隔为电流回路电路包括所述应变仪的整体 和在第一级中的七个具有可调节增益Gi的樣史分方i:大器，以^f更发送七 个信号Vi，所述信号分别随当旋转时每个应变仪发出的信号的时间 变化而变化，其中测量装置还包括第二级微分放大器，所述第二级 微分放大器包括六个微分放大器，所述六个微分放大器被设置成用 于得到差V广V2， V2-V3, V3-V4， V4-V5， Vs-V6和V6-V7，设置至少 一个第三级微分放大器用于通过组合来自第二级的六个信号而发 出信号SIN和COS。
在该实施例中，测量装置可以包括第三、第四和第五级微分放 大器，第三级组合来自第二级的信号，第四级组合来自第二级和第三级的信号，第五级组合来自第四级的信号，以便发出信号SIN和
cos。


本发明的其他目的和优点会在以下参考附图的描述中显现出
来，附图中
-图1示出了轴承实施例的透视图，展示了用于确定假正弦变 形幅度的四个确定系统的应变仪，该些应变仪分别设置在固定环的 区域上；
-图2是根据本发明的确定系统的第一实施例的功能性图示； -图3是根据本发明的确定系统的第二实施例的局部功能性图
示；
-图4是根据本发明的确定系统的第三实施例的功能性图示； 图5是才艮据本发明的确定系统的第四实施例的局部功能性图
示；
具体实施例方式
本发明涉及一种轴岸义，该轴7K包才舌一个固定环i， 一个4争动环 2和至少一排i殳置在轴承滚道中的滚动体，该轴寿义滚道形成于该些 环之间，以1更允许该些环之间的相对转动。
固定环1-没计为与固定结构相配合，转动环i殳计为与转动组件 相配合。在具体应用中，该轴承是机动车辆的轮子的轴承，该固定 结构是该车辆的底盘，该转动组件是轮子。关于图1,描述了一种车轮轴承，该轴承包括两排滚珠，该两
排滚珠;帔分别同轴地设置在轴承滚道中，该轴7 义滚道设置在外固定 环1和内转动环2之间。此外，固定环1通过固定装置固定在底盘 上，该固定装置由环箍3形成，该环箍包4舌四个径向突出部分4， 在环箍中形成轴向孔5以便能够通过螺钉固定。
滚J朱均匀分布在轴7R滚道中并且具有角偏差入，X还^皮称作空 间周期。根据已知的实施例，当将这些滚J朱i殳置在腔室(cage)中 时，在这些滚珠之间的间距U，6cart)被保持。
本发明的目的在于能够确定固定环1的至少一个区域6的变形 幅度，以便于能够推断出施加在轮子和路面(轮子在其上转动)之 间的界面上的力。
事实上，滚珠在轴承滚道中通过引起固定环1的压缩和张弛。 因此，当S走转时，固定环1经受近似正弦的周期性变形。在下面的 描述中，将会描述假正弦变形以便说明在转动时固定环1的变形。
该假正弦变形通过幅度来特征化，该幅度决定于轴承承受的负 载，由此的施加在界面上的力，与转动环的旋转速度成正比的频率 以及滚珠的数量。
尽管联系包括两排滚珠的车轮的轴承来进行描述，对于两排滚 珠，独立确定变形幅度，然而本领域技术人员可以直接换位 (transposable)到另一种类型的轴承和/或另一种应用中，其中，希 望确定固定环1至少一个区i或6的^i正弦变形幅度。
根据本发明，轴承包括至少一个用于确定旋转时引起的固定环 1的区域6的假正弦变形幅度A的确定系统，该系统包括三个应变 仪7。该应变^f义7的每一个都能才艮据它经受的变形发出信号。如图1 所示，该应变仪7沿着在旋转的总方向上延伸的线均匀分布在区域 6上。
确定系统还包括用于测量三个信号Vi的测量装置，该三个信号 分别是旋转时每个应变仪7发送的信号的时间变化的函数，该测量 装置通过三个信号Vi的组合能够产生两个同角同幅的信号，分别是 SIN和COS,该幅度和A有关。
从两个信号SIN和COS出发，借助于例如由处理器(未示出) 形成的计算装置，通过计算表达式SINVC0S"能够推导出幅度A。
因此，幅度的计算的实现与旋转速度无关，尤其消除了变形的 时间确定所固有的延迟或者质量的问题。
关于图2至图5，描述了根据本发明的确定系统的四种实施方 式，其中，该应变4义7是基于电阻元件，尤其是压电电阻元件或者 磁致伸缩元件，以便每一个具有电阻Ri，该电阻根据该应变仪7经 受的变形而变化。尤其，该应变4义7可以包才舌一个具有多个电阻的 模块，将该多个电阻组合以获得平均电阻值，该平均电阻值表示模 块4立置处的电阻-f直；或者该应变4义7包4舌一个单一的电阻。
根据所示实施方式，测量装置包括在应变仪7和电流源i之间 的电流回路电路。该电路包括具有可调节增益Gj的第一级微分放大 器8。此外测量装置还可以包括信号的滤波级(未示出)。
关于图2，第一个实施方式包括三个串联安装在电流回路中的 应变仪7，并且第一级包括三个微分放大器8,该些放大器发送信 号V; =x (/e01 + A/ j sin(奴))/ V2 = G2 x (i 02 + A/ 2 sin(cuf + <p)》' V3 = G3 x (i Q3 + Ai 3 sin(a)f + 2q )》.
Roi是电阻Ri的静态值，ARj是应变仪7的电阻变化，co=2tc/T (T 是时间周期)，cp是应变仪7之间的空间相移，i是回路中的电流强 度。
才羊本函凄t (la fonction 6chantillonn6e )的正弦(才目只于于时间) 特性用于简化随后的计算，但是不是限制性的。这个假设前提是假 i殳轴承以恒定速度转动(co为常量)。
根据图2所示实施方式，测量装置还包括第二级微分放大器9， 该第二级放大器^皮安置是为了得到差V广V2和V3-V2。通过调节增 益G" G2, G3可能获4寻等式G!AR产G2AR^G3AR3:GAR。
在cp=7t/2特殊情况下，即当应变仪7之间间隔为X/4时，差V广V2 和V3-V2写成
<formula>formula see original document page 13</formula>
因此，在这个第一实施方式中，测量装置能够直接获得信号 COS二V广V2和SIN=V3-V2。
算装置输出值能够按照时间获得幅度A，该幅度A是AR的函数。
关于图3至5，描述三个实施方式，该些实施方式还允许通过 滤波消除对滚动体的通过而引起的假正弦信号的干扰信号，尤其是
因此，当计算表达式SIN2+COS
时，得到[細]
此计表现取决于^走转频率的频率的信号，诸如偏心率信号(signal d，ovalisation)或者中心偏移信号。这些实施方式提出了一种测量装 置，该测量装置允许获得经滤波的信号SIN和COS以便于表现出 更少的噪音，改善,支正弦变形幅度的测定的准确性。
在这三个实施方式中，轴承的一般结构，应变仪7以及其在轴 承上的安装可以和第一实施方式的相关描述类似，尤其参考图1。
关于图3，第二实施方式包4舌四个应变4义7，该些应变^义的每 一个按照应变仪经受的变形发出信号。该些应变仪7均匀分布在区 域6上，并且间距为X/4。电流回路电路包括四个串联设置的应变 仪7并且第一级包括四个孩i分^:大器8，该些力文大器方文出信号
<formula>formula see original document page 14</formula>
其中，相对于由滚珠转动引起的信号，干扰信号是幅度Pi,角
频率。2和相cp。尤其，当干"f尤信号是由于偏心率时，在具有14个
滚J朱的轴岸义的情况下相移cp可以用以下方式定义 0>=(X x 360)/(4 x 7 x ^)=12.82° =常凄史
测量装置还包括具有三个樣t分》文大器9的第二级纟效分》文大器， 该微分放大器能够通过减去信号Vi而消除直流分量，形成以下信 号<formula>formula see original document page 15</formula>
其中，G"产G2P2:G3卩3-G4p4,
测量装置还包括第三和第四级微分放大器。该第三级包括孩吏分 放大器10,该放大器将来自第二级的信号Ui和U3组合(combiner ) 以形成:^下〗言号
<formula>formula see original document page 15</formula>或者通过调节第三级的放大器10的增益，获得信号
<formula>formula see original document page 15</formula>
第四级包括放大器11，该放大器组合来自第二级的信号U2和 来自第三级的信号W2，以便于发出下面的信号COS:
<formula>formula see original document page 15</formula>
关于信号SIN，可以才艮才居以下三种解决方法中的一种获4寻
雄垂<formula>formula see original document page 15</formula>或者 <formula>formula see original document page 15</formula>或者
SIN,
然而，这三个组合不能够获得完美的信号SIN，因为^皮干4无频 率①2干护0。然而，^皮确定的变形幅度A具有误差，该i吴差在某些 应用中可以净皮i人为是可4妾受的。
下面方式分别参照图4和图5描述的第三和第四实施能够获得 免除干扰的信号SIN。
关于图4,第三实施方式包才舌五个应变4义7,该些应变4义的每 个都才艮据该应变4义经受的变形发出信号。该些应变仪7均匀分布在 区域6上，且间隔为V4。电流回路电路包括五个串联设置的应变 仪7并且第一级包括五个微分放大器8，该些放大器发出信号
\^ = (^[/ 01 + A/ ! sin(co力+ ^ sin(o 2f + V2 = ( 2|y 02 + A/ 2 sin(cw/ +兀/2) + p2 sin(w2f + 2<p)]/ V3 - G3[/ o3 + A/ 3 sin(a^ + ;r) +戶3 sin(a ^ + 3q )]f V4 - G4[/ o4 + A/ 4 sin(叫+ 3兀/2) + j84 sin(( 2f + 4cp)]z' Vg = G5[i 05 + A/ 5 sin(叫)+ )35 sin(a 2f + 5g )]!'
其中，相对于由滚珠转动引起的信号，干扰信号是幅度Pi，角
步贞率①2和相Cp。
测量装置还包括具有四个微分放大器9的第二级微分放大器， 该第二级能够通过信号Vi的减法消除直流分量，形成以下信号"i = K - V2 - [-^GMcos(a^ + ;r/4) - 2^sin((p/2)cos(ov + 3<^/2)] x ! ￡/2 = V2 - V3 = [-n&A/ cos(a^ + 3jt/4) - 2/3sin((p/2)cos(ov + 5<p/2)] x "3 = K — V3 = [-a^GA/ cos(ft^ +兀/4) + 2)3sin(p/2)cos(co2f + 7<p/2)] x / "4 = K - F4 = [-v^GA/ cos— + 3jt/4) + 2j8sin((^/2)cos(ttV + 9cp/2)] x
测量装置还包括第三和第四级微分放大器。第三级包括两个耀: 分放大器10，该放大器10组合来自第二级的信号"至U4,以形 成信号
W = K -1/3 = [-4/ sin((p/2)cos((jp)cos(tty + 5< /2)] x / W3 = C/4 - /72 = [,in(<p/2)cos(<p)cos(av + 7<p/2)] x《
或者，通过调节第三级的放大器10的增益，获得信号
W2 。 ~^~W = ["-2/3si勿/2)cos((V + 5(p/2)l x z' 2cos(p
W4 = ~W3 - [2/3sin((p/2)cos(oV + 7<p/2)] x f
第四级包括两个力文大器11，该些力文大器分别组合来自第三级的
信号w2和w4以及来自第二级的信号u2和u3 ，以便于发出下面的
信号COS和SIN:
厨=f/3 - W4 = [-^&A/ sin(oV + 3jt/4)] x /
因此，在第三个实施方式中，测量装置能够直接获得同角同幅 的经滤波的4言号COS和SIN,该幅度与A相关。因此，通过计算表达式SIN2+COS2,得到["^G^] xz2，这使
得通过计算装置的输出值获得随时间变化的幅度A，该幅度A是a R的函凄丈。
关于图5,第四个实施方式包纟舌七个应变4义7,该些应变4义的 每一个都才艮据应变仪经受的变形发出信号。该些应变4义7均匀分布 在区域6上，且间隔为x/8。电流回路电路包括七个串联设置的应 变仪7并且第一级包括七个微分放大器8,该些放大器发出信号
Vj = <^[/ 01 + A/ ! sin鄉)+ A sin(oy +
V3 = C 3[/ o3 + A/ 3 sin(a^ + jt) + /33 sin(co2f + 2的]f
V4 。 C 4[/ o4 + M4 sin(a^ + 3兀/2) + )34 sin(oy + 5y/2)]!'
乂5 - (55[/ 05 + A^ 5 sin一) + )35 sin(ay + 3(p)》
Vg = ( 6[i M + A/ 6 sin一) + /36 sin(ftV + 7(p/2)]f
V7 = G7[/ 07 + A/ sin(一 + /87 sin(ft^ + 4<p)]Z
其中，相对于由滚珠转动引起的信号，干扰信号是幅度pi，角
步贞率(D2和相9。
测量装置还包括具有六个孩i分》文大器的第二级(未示出)，该
第二级能够通过信号Vi的减法消除直流分量(composante continue ), 形成以下信号
"i = K — V2 = [-2GA/ cos(ftV +兀/8)sin(;r/8) - 2)Ssin(<p/4)cos(QV + 5(^/4)] x ! "2 = V2 - V3 = [-2GA/ cos(qv+ 3冗/8)sin(;r/8) -2jSsin((p/4)cos(oV + 7<p/4)]x "3 - V3 - V"4 = [-2GMcos(a^ + 5jr/8)sinOr/8) - 2/Ssin((p/4)cos(ov + 9(^/4)] x "4 = W5 = [-2GA/ cos一 + 7;r/8)sin("/8) - 2j8sin((p/4)cos(oV +11( /4)]x!' "5 = V5 - V6 - [-2GA/ cos(0^ + 9;r/8)sin(jr/8) — 2/8sin((p/4)cos(GV + 13<p/4)] x "6 = K _ V7 = [-2GA/ cos(ft^ + 11兀/8)sin(兀/8) - 2/3sin(<p/4)cos(o;2f + 15(p/4)] x ! 测量装置还包括第三、第四和第五级樣支分放大器(未示出)。 第三级包括三个微分放大器，该些放大器将来自第二级的信号
Uj组合，以形成〗言号
W = f/2 +1/6 - [-4^sin(()9/4)cos((j5)cos(ftV +11—)] x W3 = + [/5 = [-4)Ssin(99/4)cos((p)cos(co2f + 9(^/4)] x z' W5 - " + f/2 + C/5 +1/6 = [-4)Ssin(Q9/2)cos((p)cos(ay + 5(p/2)] x z.
或者通过调节第三级的放大器的增益，获得信号
W2 = ~i~ W - 「-2j8sin((p/4)cos(oV +1 l一)l x《' 2cos<p L J
W4 = W3 = [一2/ sin((p/4)cos(ftV + 9一)] x / W6 - 2』sy W5 - [-2戶sh((j9/2)cos(GV + 5< /2)] x i
第四级包括三个放大器，该些放大器分别组合来自第三级的信 号Wj和来自第二级的信号Ui,以^更发出下面的信号
-1/4 — = [—2GA/ sin(jr/8)cos(ttV + 7兀/8)] x / X2 - f/3 - TV4 = [—2GA/ sin(兀/8)cos(a^ + 5兀/8)] x
X3 = C/3 +1/4 - W6 = [-V^GA/ cos(oV + 3兀/4)] x f
因此，通过调节对应的樣i分方文大器，第四级发出信号COS:
3冗/4)]x/第五级包纟舌一个》文大器，按照下面的7>式，该;汰大器一皮-没置成 通过组合来自第四级的信号并且通过调节该放大器的增益，发出信 号SIN:
<formula>formula see original document page 20</formula>因此在第四个实施方式中，该测量装置能够直接获得同角同幅 的滤波信号COS和SIN，该幅度与A相关。
因此，通过计算表达式SIN2+COSht,得到[GAR]2xi2，这使 得通过计算装置的输出值获得随时间变化的幅度A，该幅度A是A R的函凄t。
关于图1，描述所示轴承的配置，其中该应变仪7设置在基板 12上，该基板固定在固定环1的变形区域6上。该基板被刚性地固 定在固定环l上，例如通过胶合或焊接，以便同样可以在固定环l 和应变〗义7之间〗专递变形。
尽管以上描述的应变仪7是基于电阻元件，如果其他应变仪7, 例如选自声表面波传感器和》兹场传感器中的传感器也可以在本发 明范围内使用，条件是它们根据变形发出信号。尤其，磁场传感器 可以是基于石兹阻、巨》兹阻、霍尔效应、隧道效应磁阻、f兹致伸缩层 类型的每文感元件。
在所示实施方式中，该应变仪7以厚层丝印在基板12(例如陶 瓷基板)上。尤其，混合电路类型的技术能够在基板12上集成测 量装置和计算装置。此外，丝印(s6rigraphie)能够4艮好的调节电 阻值并且能够对变形有4艮好的灵敏性，同时保i正电阻在基4反12上 的4青确定4立。变形区域6被加工使得基本上平坦并且延伸到两排滚珠上方。 在这个实施例中，这些应变仪7与轴承滚道不等距，以1更测量的变 形幅度与#皮考虑的应变仪7相关。
应变4义7可以设置为直4妄固定在固定环1的弯曲表面上，例如 这些应变仪7可以是薄膜网状结构(trame pelliculaire )类型，这能 够使应变仪7和轴承滚道之间的距离相等。
在图l所示的实施例中，两个确定系统的应变仪7被集成在同 一基板12上，以便在每个轴承滚道的邻近处至少一个确定系统被 设置为用于确定区域6的变形幅度。
特别地，应变仪设置在固定环1外围，基本上与每个轴承滚 道相面对，以便于提高要测量信号的强度。因此，具有应变仪7的 基板12能够确定主要由一排滚珠分别引起的变形幅度，该滚珠在 同一轴向面中。
该轴承可以包4舌固定环1的区i或6的变形幅度的至少三个确定 系统(在图1所示的实施方式中为/乂个系统四个可以看到和四个
对称设置在轴承后面)，该系统连4妄或者用于连4妄一个计算才几，该 计算才几能够才艮才居确定的幅度计算当S走转时施加在固定环1上和/或 在与转动环连接的元件上的力。尤其，这样的计算机在申请人的文 献FR-2 839 553中净皮4苗述。
权利要求
1. 一种轴承，包含一个固定环(1)，一个转动环(2)和设置在轴承滚道中的至少一排滚动体，所述轴承滚道形成于该些环之间，以便实现它们之间的相对转动，所述滚动体均匀分布在所述轴承滚道中并且角偏差为λ，所述轴承包括至少一个确定系统，所述系统确定当旋转时引起的所述固定环(1)的区域(6)的假正弦变形幅度A，所述轴承的特征在于，所述确定系统包括-三个应变仪(7)，每一个应变仪根据所述应变仪经受的变形发出信号，该些应变仪均匀分布在所述区域，并且间距为λ/4；-用于测量三个信号Vi的测量装置，所述三个信号分别随当转动时每个应变仪(7)发出的信号的时间变化而变化，所述测量装置通过与三个信号Vi组合能够产生两个同角同幅的信号分别是SIN和COS，所述幅度是函数A；-用于计算所述区域(6)随时间变化的变形幅度A的计算装置，所述装置被设置成用于计算表达式SIN2+COS2，以便推导幅度A。
2. 根据权利要求1所述的轴承，其中，所述应变仪(7)是基于 电阻元件，以〗更每一个都具有才艮据所述应变4义经受的变形而变 4b的电阻Ri。
3. 根据权利要求2所述的轴承，其特征在于，所述测量装置包括 在所述三个应变4义(7)之间的电力fu回i 各电^各，所述电^各包括「 具有可调节增益Gj的三个微分放大器的第一级(8)。
4. 根据权利要求3所述的轴承，其特征在于，所述测量装置还包 括第二级微分放大器(9 ),所述第二级微分放大器被安装成用 于4寻到差V广V^COS和V3-V2=SIN。
5. 根据权利要求3所述的轴承，其特征在于，所述轴承包括第四 个应变仪(7 ),所述应变仪根据所述应变仪经受的变形发出信 号，所述应变4义与其4也三个应变4义(7)中的一个应变^f义间隔 开的距离，电流回路电路包括所述第四个应变仪和在所述 第一级中的具有可调节增益Gi的第四个微分放大器(8),以 便发送四个信号Vj，所述四个信号分别是当旋转时每个应变 仪(7)发出的信号的时间变化的函数，其中所述测量装置还 包括第二级微分放大器，所述第二级微分放大器包括三个微分放大器(9 )，所述三个微分放大器被安装成用于得到差V广V2， V2-V3和V4-V3， i殳置至少一个第三级《效分》文大器(10， 11) 用于通过组合来自所述第二级的三个信号而发出信号SIN和cos。
6. 根据权利要求5所述的轴承，其特征在于，所述轴承包括第五 个应变仪(7 ),所述第五个应变仪根据所述应变仪经受的变形 发出信号，所述第五个应变4义与其他四个应变4义(7)中的一 个应变4义间隔开X/4距离，电流回路电^各包才舌所述第五个应变 ^义和在所述第一级中的具有可调节增益Gj的第五个孩i分》文大 器(8)，以便发送五个信号Vj，所述五个信号分别是当旋转 时每个应变^[义(7)发出的信号的时间变化的函凄t,其中所述 测量装置还包括第二级微分放大器，所述第二级微分放大器包 括四个微分放大器(9 )，所述四个微分放大器被安装成用于得 到差V「V2, V2-V3， V4-V3和Vs-V4， i殳置至少一个第三》及孩史 分放大器(10， 11 )用于通过组合来自所述第二级的四个信号 而发出信号SIN和COS。
7. 根据权利要求5所述的轴承，其特征在于，所述轴承包括三个 补充应变4义(7 ),所述补充应变4义4艮据所述应变〗义经受的变形 发出信号，所述补充应变仪(7)插入在其他四个应变4义(7)的整体并且应变4义之间的间隔为X/8，所述电流回^各电^各包括「 所述应变4义(7)的整体和在所述第一级中的七个具有可调节 增益Gj的微分放大器(8)，以便发送七个信号Vj，所述七个 信号分别随当旋转时每个应变仪(7)发出的信号的时间变化 而变化，其中所述测量装置还包括第二级樣i分放大器，所述第 二级纟效分力t大器包括六个樣i分it大器(9 )，所述六个樣t分》文大 器被安装成用于得到差V广V2， V2-V3， V3-V4， V4-V5, V5-V6 和V6-V7，没置至少一个第三级纟效分i文大器(10， 11)以<更通 过组合来自所述第二级的六个信号而发出信号SIN和COS。
8. 根据权利要求5或6所述的轴承，其特征在于，所述测量装置 包括第三和第四级;f鼓分放大器(10, 11),所述第三级组合来 自所述第二级的信号并且所述第四级组合来自所述第二级和/ 或所述第三级的信号，以^更发出滤波的信号SIN和COS。
9. 根据权利要求7所述的轴承，其特征在于，所述测量装置包括 第三、第四和第五级微分放大器，所述第三级组合来自所述第 二级的信号，所述第四级组合来自所述第二级和所述第三级的 信号，所述第五级组合来自所述第四级的信号以1"更发出滤波的 信号SIN和COS。
10. 根据权利要求5至9中任一权利要求所述的轴承，其特征在于， 至少一个级的至少一个樣i分》文大器(9-11)具有可调节增益。
11. 根据权利要求1至10中任一权利要求所述的轴承，其特征在 于，所述应变仪(7)设置在基板(12)上，所述基板固定在 所述固定环(1 )的所述变形区域(6)上。
12. 根据权利要求1至11中任一权利要求所述的轴承，其特征在 于，所述应变4义(7)沿着在转动的总方向上延伸的线i殳置在 所述区域(6)上。
13. 根据权利要求1至12中任一权利要求所述的轴承，其特征在 于，所述应变4义(7)设置在所述固定环(1 )的外围，基本与 所述轴承滚道相面对。
全文摘要
本发明涉及轴承，所述轴承包括至少一个确定系统，所述系统确定当转动时引起的固定环区域的假正弦变形的幅度A，所述系统包括至少三个应变仪(7)，三个信号V_i的测量装置，三个信号分别随每个应变仪(7)发出的信号的时间变化而变化，所述装置能够形成两个同角同幅的信号分别是SIN和COS；以及用于计算随时间变化的区域(6)变形幅度A的计算装置，所述装置被设置成计算表达式SIN²+COS²，以便推导幅度A。
文档编号G01L5/00GK101305271SQ200680041643
公开日2008年11月12日 申请日期2006年11月7日 优先权日2005年11月9日
发明者克里斯托夫·迪雷, 奥利维耶·布朗尚, 朱利安·拉瓦 申请人:S.N.R.鲁尔门斯公司