一种冷却水泵扭矩传感器的制作方法

本申请涉及传感器技术的领域，尤其是涉及一种冷却水泵扭矩传感器。

背景技术：

1、汽车的冷却水泵由电机提供动力，因此冷却水泵测试时，电机的扭矩是一种必须测试的关键数据。

2、常用的用于测试扭矩的装置为扭矩传感器，扭矩传感器分为应变型、磁弹性型、磁电型,其中应变片传感器扭矩测量采用应变电测技术，是在被测对象的弹性体表面指定位置粘贴电阻应变片，当弹性体受扭矩产生微小变形时，应变片也会随之发生轻微变形，进而引起电桥电阻值变化，由弹性体物理量的变化通过应变片转变为电路的电学量的变化，由电路电学量的变化使得输出的电信号产生变化从而实现扭矩测量。

3、由于需要发射信号以及将应变片的变形量转换成电信号，因此需要电源进行供电，传统的扭矩传感器的电源采用电池，通过电池对扭矩传感器的信号发射电路和信号发射器供电，即将应变片粘贴到冷却水泵内电机的输出带轮上，然后将电池也粘贴在带轮上与应变片电连接供电。

4、但是在实际使用过程中，由于电池的存在，使得水泵内用于测试扭矩的带轮在转动过程中因为电池的离心力会发生偏心，进而导致带轮的实际形变不仅仅是因为扭矩，还会因为电池的离心力发生形变，最终导致应变片所测得的数据精度较低。

技术实现思路

1、为了解决现有的扭矩传感器由于采用电池的方式对应变片及发射电路供电，导致测试扭矩的带轮会出现离心现象，使得测试数据精度较低的问题，本申请提供一种冷却水泵扭矩传感器。

2、本申请提供的一种冷却水泵扭矩传感器采用如下的技术方案：

3、一种冷却水泵扭矩传感器，包括应变计、信号发射装置、信号接收装置，所述应变计设置在冷却水泵的带轮上以用于检测冷却水泵的带轮的形变量，所述信号发射装置呈环形，所述信号发射装置同轴安装在冷却水泵的带轮上，所述信号发射装置与所述应变计电连接，所述信号接收装置安装在冷却水泵的安装基座上，所述信号接收装置上设置有用于产生高频交变磁场的感应次级电路，所述信号发射装置上设置有用于发射信号的发射电路，所述发射电路与高频交变磁场之间呈切割磁感线配合。

4、通过采用上述技术方案，在带轮转动时，信号发射装置通电产生高频交变磁场对发射电路切割磁感线，同时信号发射装置随带轮同步转动，信号发射装置上的发射电路随之转动对高频交变磁场切割磁感线，两者配合使得信号发射电路产生电流对信号发射电路和应变计供电，由于整体的供电电路呈环状，所以在带轮转动时的离心作用较小，使得带轮的测试形变量和实际工作时的形变量接近，测试得到的扭矩数据更加精准，同时发射电路将信号发射至信号接收装置上，由于采用无线传输信号，省去了大量的信号传输用的导线，安装更加方便。

5、可选的，所述信号发射装置包括呈环状的信号发射件，用于安装所述信号发射件的呈环状的工装以及呈环状的发射电路板，所述工装同轴安装在冷却水泵的带轮上，所述信号发射件同轴安装在所述工装上，所述发射电路板同轴安装在冷却水泵的带轮上，所述发射电路包括信号放大发射电路和信号定向发射电路，所述信号放大发射电路设置在所述信号发射件上，所述信号定向发射电路设置在所述发射电路板上，所述信号放大发射电路用于放大且发射信号，所述信号定向发射电路用于约束发射的信号的发射范围及与所述感应次级电路进行切割磁感线配合，所述信号发射件与所述发射电路板电连接。

6、通过采用上述技术方案，由于信号发射和产生电流设置在不同电路上，使得信号发射不会被感应电流干扰，同时配合定向发射电路使得信号的发射在一定范围内，大大增强了信号接收装置能够接收到的信号强度，提高了接收到的信号的准确性。

7、可选的，所述工装包括一个安装环，所述安装环的外侧壁上开设有一个环状的安装槽，所述安装槽与所述安装环同轴，所述信号发射件配合嵌设在所述安装槽中，所述安装环通过固定螺栓安装在冷却水泵的带轮的轮毂上。

8、通过采用上述技术方案，将信号发射件嵌设在安装槽中，然后将安装环固定在冷却水泵的带轮上即可完成信号发射件的安装，信号发射件的安装更加方便。

9、可选的，所述固定螺栓的一端穿过带轮的轮毂与所述安装环螺纹连接，且所述固定螺栓的一端穿入到所述安装槽中抵紧信号发射件的侧壁。

10、通过采用上述技术方案，拧紧固定螺栓后，当固定螺栓抵紧信号发射件即可对信号发射件进行固定，固定较为方便，且结构简单，方便安装。

11、可选的，所述安装环包括基环和盖板，所述安装槽开设在所述基环的外侧壁上，且所述安装槽将所述基环的一端面贯穿，所述盖板呈环状且同轴安装在所述基环上，所述盖板将所述安装槽贯穿所述基环的端面的一侧封闭。

12、通过采用上述技术方案，在安装呈环状的信号发射件时，将盖板拆下后，将信号发射件滑移到安装槽中，然后将盖板安装在基环上即可完成信号发射件的安装，安装较为方便，且不易对信号发射件造成损坏。

13、可选的，所述发射电路板同轴安装在冷却水泵带轮朝向所述信号接收装置一侧的端面上。

14、通过采用上述技术方案，相比较安装在带轮内部，高频交变磁场不会被轮毂干扰，位于带轮一端面上的发射电路板的信号定向发射电路可更好地与感应次级电路之间配合进行切割磁感线产生电流，产生的电流更加稳定，同时由于发射电路板位于冷却水泵的带轮的外侧，使得发射电路板的散热较好，不易因为产生感应电流导致的发热使得电路板烧坏。

15、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

16、1.在带轮转动时，信号发射装置通电产生高频交变磁场对发射电路切割磁感线，同时信号发射装置随带轮同步转动，信号发射装置上的发射电路随之转动对高频交变磁场切割磁感线，两者配合使得信号发射电路产生电流对信号发射电路和应变计供电，由于整体的供电电路呈环状，所以在带轮转动时的离心作用较小，使得带轮的测试形变量和实际工作时的形变量接近，测试得到的扭矩数据更加精准，同时发射电路将信号发射至信号接收装置上，由于采用无线传输信号，省去了大量的信号传输用的导线，安装更加方便；

17、2.由于信号发射和产生电流设置在不同电路上，使得信号发射不会被感应电流干扰，同时配合定向发射电路使得信号的发射在一定范围内，大大增强了信号接收装置能够接收到的信号强度，提高了接收到的信号的准确性；

18、3.相比较安装在带轮内部，高频交变磁场不会被轮毂干扰，位于带轮一端面上的发射电路板的信号定向发射电路可更好地与感应次级电路之间配合进行切割磁感线产生电流，产生的电流更加稳定，同时由于发射电路板位于冷却水泵的带轮的外侧，使得发射电路板的散热较好，不易因为产生感应电流导致的发热使得电路板烧坏。

技术特征：

1.冷却水泵扭矩传感器，包括应变计（1）、信号发射装置（2）、信号接收装置（3），所述应变计（1）设置在冷却水泵（7）的带轮（8）上以用于检测冷却水泵（7）的带轮（8）的形变量，其特征在于：所述信号发射装置（2）呈环形，所述信号发射装置（2）同轴安装在冷却水泵（7）的带轮（8）上，所述信号发射装置（2）与所述应变计（1）电连接，所述信号接收装置（3）安装在冷却水泵（7）的安装基座（32）上，所述信号接收装置（3）上设置有用于产生高频交变磁场的感应次级电路，所述信号发射装置（2）上设置有用于发射信号的发射电路，所述发射电路与高频交变磁场之间呈切割磁感线配合。

2.根据权利要求1所述的冷却水泵扭矩传感器，其特征在于：所述信号发射装置（2）包括呈环状的信号发射件（4），用于安装所述信号发射件（4）的呈环状的工装（5）以及呈环状的发射电路板（6），所述工装（5）同轴安装在冷却水泵（7）的带轮（8）上，所述信号发射件（4）同轴安装在所述工装（5）上，所述发射电路板（6）同轴安装在冷却水泵（7）的带轮（8）上，所述发射电路包括信号放大发射电路和信号定向发射电路，所述信号放大发射电路设置在所述信号发射件（4）上，所述信号定向发射电路设置在所述发射电路板（6）上，所述信号放大发射电路用于放大且发射信号，所述信号定向发射电路用于约束发射的信号的发射范围及与所述感应次级电路进行切割磁感线配合，所述信号发射件（4）与所述发射电路板（6）电连接。

3.根据权利要求2所述的冷却水泵扭矩传感器，其特征在于：所述工装（5）包括一个安装环（51），所述安装环（51）的外侧壁上开设有一个环状的安装槽（5111），所述安装槽（5111）与所述安装环（51）同轴，所述信号发射件（4）配合嵌设在所述安装槽（5111）中，所述安装环（51）通过固定螺栓（513）安装在冷却水泵（7）的带轮（8）的轮毂上。

4.根据权利要求3所述的冷却水泵扭矩传感器，其特征在于：所述固定螺栓（513）的一端穿过带轮（8）的轮毂与所述安装环（51）螺纹连接，且所述固定螺栓（513）的一端穿入到所述安装槽（5111）中抵紧信号发射件（4）的侧壁。

5.根据权利要求4所述的冷却水泵扭矩传感器，其特征在于：所述安装环（51）包括基环（511）和盖板（512），所述安装槽（5111）开设在所述基环（511）的外侧壁上，且所述安装槽（5111）将所述基环（511）的一端面贯穿，所述盖板（512）呈环状且同轴安装在所述基环（511）上，所述盖板（512）将所述安装槽（5111）贯穿所述基环（511）的端面的一侧封闭。

6.根据权利要求2所述的冷却水泵扭矩传感器，其特征在于：所述发射电路板（6）同轴安装在冷却水泵（7）带轮（8）朝向所述信号接收装置（3）一侧的端面上。

技术总结
本申请涉及一种冷却水泵扭矩传感器，包括应变计、信号发射装置、信号接收装置，应变计设置在带轮上以检测带轮的形变量，信号发射装置呈环形且同轴安装在带轮上，信号发射装置安装在冷却水泵的安装基座上且与应变计电连接，信号接收装置上设有用于产生高频交变磁场的感应次级电路，信号发射装置上设有发射电路，发射电路与高频交变磁场之间呈切割磁感线配合。带轮转动时，信号发射装置通电产生高频交变磁场对发射电路切割磁感线，同时信号发射装置随带轮转动对高频交变磁场切割磁感线，两者配合产生电流对信号发射电路和应变计供电，由于供电电路呈环状，离心作用小，测试的扭矩数据更加精准。

技术研发人员：刘华,任国庆,李扬,陈铎,张巍,夏明亮,范志强,汤贵平,洪黎
受保护的技术使用者：北京鼎昱晨星技术服务有限公司
技术研发日：20230703
技术公布日：2024/1/15