基于多功能转速信号调理电路的数字化应变式扭矩传感器制造技术

本发明专利技术公开了基于多功能转速信号调理电路的数字化应变式扭矩传感器，其特征在于：主要由扭力轴（1），设置在扭力轴（1）上的集流环（3），粘贴在扭力轴（1）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）和多功能转速信号调理电路（5），以及与多功能转速信号调理电路（5）相连接的显示仪（6）组成；所述多功能转速信号调理电路（5）由信号限幅电路（51），与信号限幅电路（51）相连接的信号筛选电路（52），与信号筛选电路（52）相连接的施密特触发电路（53）和积分电路（54）等组成。本发明专利技术通过多功能转速信号调理电路对转速信号进行处理，从而使传感器的量测精度更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器，具体是指基于多功能转速信号调理电路的数字化应变式扭矩传感器。
技术介绍
随着现代科学技术的迅猛发展，扭矩测量技术已经成为测试技术的新分支。扭矩测量的应用领域越来越广泛，大到飞机、般舶、钻井、发电设备和冶金矿山设备等，小到微电机、家用电器和钟表等。扭矩测量是各种机械新产品开发、质量检验、优化控制、工况监测和故障诊断等必不可少的内容。同时，传感器还可以测量设备的转速，因此应用于很多设备调试当中。随着经济实力和技术不平的大幅提升，在民用和国防方面的设备技术越来越先进，设备调试要求越来越高，这对扭矩传感器的要求则更高。目前传统的应变式扭矩传感器其转速测量精度并不高，达不到生产需求。因此，提供一种能够高精度量测转速的应变式扭矩传感器则是当务之急。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服传统的应变式扭矩传感器其转速测量精度不高的缺陷，提供一种基于多功能转速信号调理电路的数字化应变式扭矩传感器。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：基于多功能转速信号调理电路的数字化应变式扭矩传感器，主要由扭力轴，设置在扭力轴上的集流环，粘贴在扭力轴上且与集流环相连接的应变片，与集流环相连接的振荡器和多功能转速信号调理电路，以及与多功能转速信号调理电路相连接的显示仪组成；所述多功能转速信号调理电路由信号限幅电路，与信号限幅电路相连接的信号筛选电路，与信号筛选电路相连接的施密特触发电路和积分电路，与施密特触发电路相连接的微分电路和微处理电路，同时与积分电路以及微分电路相连接的单稳态多谐振荡电路组成。进一步的，所述的信号限幅电路由放大器P，三极管VT1，三极管VT2，一端与放大器P的负极相连接、另一端接地的电阻R2，串接在放大器P的负极和输出极之间的电阻R3，一端与放大器P的正极相连接、另一端则作为电路的一输入端的电阻R1，正极与放大器P的正极相连接、负极则与三极管VT1的集电极相连接的极性电容C1，N极与信号筛选电路相连接、P极与三极管VT2的集电极相连接的二极管D2，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R6，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极接地的二极管D1，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端与二极管D1的N极相连接的电阻R5组成；所述放大器P的输出极与信号筛选电路相连接。所述的信号筛选电路包括电阻R4，电阻R7，二极管D3，极性电容C2，场效应管Q；极性电容C2的正极与场效应管Q的源极相连接、其负极则与积分电路相连接，场效应管Q的栅极经电阻R4后与放大器P的输出极相连接、其源极还与二极管D2的N极相连接、漏极则顺次经二极管D3和电阻R7后与施密特触发电路相连接。所述的施密特触发电路由与非门K1，三极管VT3，P极经极性电容C3后接地、N极则与三极管VT3的基极相连接的二极管D4，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端和与非门K1的输出极相连接的电阻R12，以及一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端与微处理电路相连接的电阻R13组成；所述与非门K1的正相输入端和反相输入端均与三极管VT3的集电极相连接、其输出极与微分电路相连接，三极管VT3的基极与电阻R7相连接、发射极与积分电路相连接。所述的积分电路由三极管VT4，N极与单稳态多谐振荡电路相连接、P极则顺次经极性电容C5和电阻R10以及电阻R9后与三极管VT3的发射极相连接的二极管D5，一端与三极管VT4的集电极相连接、另一端与三极管VT4的基极相连接的电阻R8，以及正极与三极管VT4的发射极相连接、负极经电阻R11后与二极管D5的N极相连接的极性电容C4组成；所述三极管VT4的基极与极性电容C2的负极相连接、集电极与电阻R9和电阻R10的连接点相连接。所述的微分电路包括与非门K2，与非门K3，二极管D6，极性电容C6；二极管D6的P极和与非门K1的输出极相连接、其N极则和与非门K3的正相输入端相连接，极性电容C6的正极和与非门K3的反相输入端相连接、其负极接地，与非门K2的正相输入端和反相输入端均与二极管D6的P极相连接、其输出极则与极性电容C6的正极相连接，与非门K3的输出极与单稳态多谐振荡电路相连接。所述的微处理电路包括三极管VT5，二极管D7，电阻R14；二极管D7的N极与三极管VT5的基极相连接、其P极接地，电阻R14的一端与三极管VT5的基极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接，三极管VT5的发射极同时与电阻R13以及单稳态多揩振荡电路相连接，集电极作为电路一输出端。所述的单稳态多谐振荡电路包括振荡芯片U，与非门K4，电阻R15，电阻R16，极性电容C7；极性电容C7的负极接地、其正极则经电阻R15后与三极管VT5的发射极相连接，与非门K4的正相输入端和反相输入端均与振荡芯片U的OUT管脚相连接、其输出端则经电阻R16后作为电路另一输出端，振荡芯片U的RE管脚和VCC管脚均与三极管VT5的发射极相连接、其TRIG管脚和与非门K3的输出端相连接、CONT管脚与二极管D5的N极相连接、GND管脚与其CONT管脚相连接的同时接地、其THR管脚和DIS管脚均与极性电容C7的正极相连接。所述的振荡芯片U为NE555集成电路。本专利技术较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本专利技术通过多功能转速信号调理电路对转速信号进行处理，从而使传感器的量测精度更高。（2）本专利技术采用NE555集成芯片，使传感器更加稳定。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的多功能转速信号调理电路的结构示意图。以上附图中的附图标记名称为：1—扭力轴，2—应变片，3—集流环，4—振荡器，5—多功能转速信号调理电路，6—显示仪，51—信号限幅电路，52—信号筛选电路，53—施密特触发电路，54—积分电路，55—微分电路。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式并不限于此。实施例如图1所示，本专利技术主要由作为机械转换元件的扭力轴1，设置在扭力轴1上的集流环3，粘贴在扭力轴1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和多功能转速信号调理电路5，以及与多功能转速信号调理电路5相连接的显示仪6组成。工作时把扭力轴1安装在被测设备上，当被测设备转动时，扭力轴1则被带动，再通过应变片2来测量扭力轴1的转速，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1上引出，即应变片2所采集到的转速信号由集流环3传输给振荡器4和多功能转速信号调理电路5。转速信号经多功能转速信号调理电路5处理后再输出给显示仪6，这样可以使检测结果更加准确。该多功能转速信号调理电路5为本专利技术的重点所在，如图2所示，其由信号限幅电路51，与信号限幅电路51相连接的信号筛选电路52，与信号筛选电路52相连接的施密特触发电路53和积分电路54，与施密特触发电路53相连接的微分电路55和微处理电路56，同时与积分电路54以及微分电路55相连接的单稳态多谐振荡电路57组成。...

【技术保护点】
基于多功能转速信号调理电路的数字化应变式扭矩传感器，其特征在于：主要由扭力轴（1），设置在扭力轴（1）上的集流环（3），粘贴在扭力轴（1）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）和多功能转速信号调理电路（5），以及与多功能转速信号调理电路（5）相连接的显示仪（6）组成；所述多功能转速信号调理电路（5）由信号限幅电路（51），与信号限幅电路（51）相连接的信号筛选电路（52），与信号筛选电路（52）相连接的施密特触发电路（53）和积分电路（54），与施密特触发电路（53）相连接的微分电路（55）和微处理电路（56），同时与积分电路（54）以及微分电路（55）相连接的单稳态多谐振荡电路（57）组成。

【技术特征摘要】
1.基于多功能转速信号调理电路的数字化应变式扭矩传感器，其特征在于：主要由扭力轴（1），设置在扭力轴（1）上的集流环（3），粘贴在扭力轴（1）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）和多功能转速信号调理电路（5），以及与多功能转速信号调理电路（5）相连接的显示仪（6）组成；所述多功能转速信号调理电路（5）由信号限幅电路（51），与信号限幅电路（51）相连接的信号筛选电路（52），与信号筛选电路（52）相连接的施密特触发电路（53）和积分电路（54），与施密特触发电路（53）相连接的微分电路（55）和微处理电路（56），同时与积分电路（54）以及微分电路（55）相连接的单稳态多谐振荡电路（57）组成。
2.根据权利要求1所述的基于多功能转速信号调理电路的数字化应变式扭矩传感器，其特征在于：所述的信号限幅电路（51）由放大器P，三极管VT1，三极管VT2，一端与放大器P的负极相连接、另一端接地的电阻R2，串接在放大器P的负极和输出极之间的电阻R3，一端与放大器P的正极相连接、另一端则作为电路的一输入端的电阻R1，正极与放大器P的正极相连接、负极则与三极管VT1的集电极相连接的极性电容C1，N极与信号筛选电路（52）相连接、P极与三极管VT2的集电极相连接的二极管D2，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R6，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极接地的二极管D1，一端与三极管VT1的发射极相连接、另一端与二极管D1的N极相连接的电阻R5组成；所述放大器P的输出极与信号筛选电路（52）相连接。
3.根据权利要求2所述的基于多功能转速信号调理电路的数字化应变式扭矩传感器，其特征在于：所述的信号筛选电路（52）包括电阻R4，电阻R7，二极管D3，极性电容C2，场效应管Q；极性电容C2的正极与场效应管Q的源极相连接、其负极则与积分电路（54）相连接，场效应管Q的栅极经电阻R4后与放大器P的输出极相连接、其源极还与二极管D2的N极相连接、漏极则顺次经二极管D3和电阻R7后与施密特触发电路（53）相连接。
4.根据权利要求3所述的基于多功能转速信号调理电路的数字化应变式扭矩传感器，其特征在于：所述的施密特触发电路（53）由与非门K1，三极管VT3，P极经极性电容C3后接地、N极则与三极管VT3的基极相连接的二极管D4，一端与三极管VT3的基极相连接、另一端和与非门K1的输出极相连接的电阻R12，以及一端与三极管VT3的集电极相连接、另一端与微处理电路（56）相连接的电阻R13组成；所述与非门K1的正相输入端和反相输入端均与三极管VT3的集电极相连接、其输出极...

【专利技术属性】
技术研发人员：程社林，曹诚军，余仁伟，程振寰，杨忠敏，
申请(专利权)人：四川诚邦测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51