一种基于信号线性驱动的扭矩传感器的制造方法_2

文档序号:8486261阅读:来源:国知局
>[0017]以上附图中的附图标记名称为:
I一扭力轴,2—应变片,3—集流环,4一振荡器,5—信号锁相处理系统,6—显示仪,7-親合电路,8一线性驱动电路,51 一前端输入电路,52一锁相电路,53一彳目号放大电路,54一转换电路。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
[0019]如图1所示,本发明主要由安装在被测设备转轴上且作为机械转换元件的扭力轴1,显示仪6,设置在扭力轴I上的集流环3,粘贴在扭力轴I上且与集流环3相连接的应变片2,与集流环3相连接的振荡器4和信号锁相处理系统5,与信号锁相处理系统5相连接的耦合电路7 ;为了实现本发明的目的,本发明在耦合电路7和显示仪6之间还设置有线性驱动电路8。
[0020]当被测设备转动时,扭力轴I则被带动,再通过应变片2的变形来测量扭力轴I的扭矩信号,并把信号输送给集流环3。集流环3的作用是将应变片2的引线从旋转着的扭力轴I上引出,即应变片2所采集到的扭矩信号由集流环3传输给振荡器4和信号锁相处理系统5 ;显示仪6用于显示被测设备的扭矩值。而信号锁相处理系统5用于对扭矩信号进行相位处理,耦合电路7则可以抑制扭矩信号的衰减,使扭矩传感器输出的信号更稳定。线性驱动电路8则可以对扭矩信号进行线性驱动,避免扭矩信号输出时现出断断续续的情况,提高扭矩传感器的稳定性。
[0021]其中,显示仪6、扭力轴1、应变片2、集流环3以及振荡器4均采用现有的技术即可实现。
[0022]如图2所示,该信号锁相处理系统5由前端输入电路51,与前端输入电路51相连接的锁相电路52,与锁相电路52相连接的信号放大电路53,与信号放大电路53相连接的转换电路54组成。
[0023]所述的前端输入电路51包括电阻R1,电阻R2,电感LI,电感L2,二极管D1,二极管D2,二极管D3以及电容Cl。连接时,所述二极管Dl的P极接地、N极则经极性电容Cl后与二极管D2的N极相连接,电阻Rl的一端与二极管Dl的N极相连接、另一端则作为电路的一个输入极,电阻R2的一端与二极管Dl的N极相连接、另一端则与锁相电路52相连接,电感L2的一端经电阻R2后与二极管Dl的N极相连接、另一端则与二极管D2的p极相连接,所述二极管D2的N极经电感LI后作为电路的另一输入极、P极与锁相电路52相连接,二极管D3的N极与二极管D2的P极相连接、P极则与锁相电路52相连接的同时接地。
[0024]锁相电路52可以对扭矩信号进行相位处理,处理后的相位更加稳定,其由场效应管Ql,三极管VTl,三极管VT2,正极经电阻R3后与三极管VTl的发射极相连接、负极则与三极管VTl的基极相连接的极性电容C2,一端与三极管VTl的集电极相连接、另一端经电感L4后与三极管VT2的集电极相连接的电阻R4,一端与三极管VT2的基极相连接、另一端与信号放大电路53相连接的电阻R6,以及一端经电感L3后与三极管VT2的基极相连接、另一端接地的电阻R5组成。所述场效应管Ql的栅极与二极管D3的N极相连接、源极与三极管VT2的基极相连接、其漏极则与三极管VTl的集电极相连接,所述三极管VTl的集电极与电阻R2和电感L2的连接点相连接、其基极则与信号放大电路53相连接,所述三极管VT2的集电极分别与二极管D3的P极以及信号放大电路53相连接、其发射极接地。
[0025]信号放大电路53由放大器P1,三极管VT3,三极管VT4,正极经电阻R7后与三极管VTl的基极相连接、负极则与放大器Pl的正极相连接的极性电容C4,正极经电阻R8后与放大器Pl的负极相连接、负极则经电阻R6后与三极管VT2的基极相连接的极性电容C3,正极与极性电容C3的负极相连接、负极与转换电路54相连接的电极电容C5,一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与放大器Pl的负极相连接的电阻R9,一端与三极管VT4的基极相连接、另一端与三极管VTl的基极相连接的电阻R10,以及N极与三极管VTl的基极相连接、P极接地的稳压二极管D4组成。所述三极管VT3的基极与三极管VT2的集电极相连接、其发射极与极性电容C3的负极相连接、集电极与三极管VTl的基极相连接,所述三极管VT4的集电极和放大器Pl的输出端分别与转换电路54相连接。
[0026]所述的转换电路54由转换芯片U,场效应管Q2,三极管VT5,三极管VT6,或非门A,P极与或非门A的负极相连接、N极与转换芯片U的IN+管脚相连接的二极管D5,N极与场效应管Q2的漏极相连接、P极则经电阻R12后与转换芯片U的OUT管脚相连接的二极管D6,一端与三极管VT5的基极相连接、另一端则与场效应管Q2的源极相连接的电阻Rll组成。所述或非门A的正极与三极管VT4的集电极相连接、输出端则与三极管VT5的发射极相连接,所述转换芯片U的IN+管脚与放大器Pl的输出端相连接、其IN-管脚则与极性电容C5的负极相连接、GND管脚接地、OUT管脚还与场效应管Q2的栅极相连接、VCC管脚接15V电压,所述三极管VT5的基极与或非门A的输出端相连接、集电极与三极管VT6的基极相连接,三极管VT6的集电极与三极管VT5的发射极相连接、其发射极则与二极管D6的P极相连接。为了更好的实施本发明,所述的转换芯片U优选为LM393型集成芯片来实现。
[0027]如图3所示,耦合电路7由三极管VT7,三极管VT8,单向晶闸管D9,N极经电阻18后与三极管VT8的发射极相连接、P极则经电阻R13后与三极管VT7的发射极相连接的二极管D7,负极经电阻R14后与二极管D7的N极相连接、正极则作为电路的一个输入极的极性电容C6,负极接地、正极则经电阻R15后与三极管VT7的基极相连接的极性电容C7,P极经电阻R16后接地、N极则与极性电容C6的负极相连接的二极管D8,负极与二极管D8的N极相连接、正极则与三极管VT8的基极相连接的极性电容C9,一端与极性电容C7的正极相连接、另一端则经电阻R19后与单向晶闸管D9的控制极相连接的电阻R17,以及与电阻R17相并联的极性电容C8组成。所述三极管VT7的集电极接地,三极管VT8的集电极与单向晶闸管D9的P极相连接的同时接地。所述三极管VT7的集电极则作为电路的另一输入极,电阻R17和电阻R19的连接点与单向晶闸管D9的N极一起作为电路的输出端。为了更好的实施本发明,该三极管TH优先选为PNP型三极管,而三极管VT8则优选为NPN型三极管来实现。
[0028]线性驱动电路8则为本发明的重点,如图4所示,其由三极管VT9,三极管VT10,三极管VTlI,场效应管Q3,单向晶闸管D10,N极经二极管D12后与三极管VTll的发射极相连接、P极则顺次经极性电容C10、电阻R20、电阻R21后与单向晶闸管DlO的P极相连接的稳压二极管D11,一端与三极管VT9的发射极相连接、另一端与稳压二极管Dll的N极相连接的电感L5,一端与三极管VT9的发射极相连接、另一端与三极管VTll的基极相连接的电阻R22,以及正极与三极管VTll的集电极相连接、负极则与三极管VTlO的集电极相连接的极性电容Cll组成;所述三极管VT9的基极与电阻R20和电阻R21的连接点相连接、集电极与单向晶闸管DlO的N极相连接、发射极则与电阻R20和极性电容ClO的连接点相连接。所述场效应管Q3的漏极与三极管VT9的发射极相连接、其栅极则与单向晶闸管Dl的控制极相连接、源极与三极管VTlO的发射极相连接;三极管VTlO的集电极与单向晶闸管DlO的P极相连接、基极则与三极管VTll的基极相连接。为了更好的实施本发明,该场效应管Q3优选为2N5461型场效应管来实现。
[0029]如上所述,便可很好的实现本发
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