一种基于滤波处理的应变式扭矩传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于滤波处理的应变式扭矩传感器，主要由扭力轴（1）、显示仪（6），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），与显示仪（6）相连接的耦合电路（7），与耦合电路（7）相连接的信号锁相处理系统（5）组成；其特征在于：在信号锁相处理系统（5）与集流环（3）之间还设置有三阶有源低通滤波电路（8）；本发明专利技术可以过滤掉设备所产生的干扰信号，避免应变式传感器受到干扰信号的影响，提高其稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器，具体是指一种基于滤波处理的应变式扭矩传感器。
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。准确的扭矩测量对缩短现代机械设备的研制周期、提高设备性能、降低研制费用具有重要的作用。在设备工作的过程中或多或少都是会产生各种干扰信号，而传统的应变式传感器在对设备的扭矩进行量测时很容易受到干扰信号的影响，使其所检测到的扭矩信号出现很大的误差，如何避免这种情况则是目前所急需解决的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服传统的应变式传感器容易受到干扰的缺陷，提供一种基于滤波处理的应变式扭矩传感器。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:一种基于滤波处理的应变式扭矩传感器，主要由扭力轴、显示仪，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，与显示仪相连接的耦合电路，与耦合电路相连接的信号锁相处理系统，在信号锁相处理系统与集流环之间还设置有三阶有源低通滤波电路；所述三阶有源低通滤波电路由滤波芯片U1，三极管VT9，正极经电阻R20后与滤波芯片Ul的IN-管脚相连接、负极则作为电路的一输入极的极性电容C10，P极与极性电容ClO的正极相连接、N极则与滤波芯片Ul的VCC管脚相连接的二极管D10，正极顺次经电阻R21和电阻R22后与滤波芯片Ul的IN+管脚相连接、负极则顺次经电阻R23和二极管Dll后与滤波芯片Ul的OUT管脚相连接的极性电容C11，正极与电阻R21和电阻R22的连接点相连接、负极接地的极性电容C12，以及负极与滤波芯片Ul的IN+管脚相连接、正极则与三极管VT9的发射极相连接的极性电容C13组成；所述滤波芯片Ul的VCC管脚与15V电压相连接、其GND管脚接地、而OUT管脚则与三极管VT9的基极相连接。进一步的的，所述的耦合电路由三极管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。所述信号锁相处理系统由前端输入电路，与前端输入电路相连接的锁相电路，与锁相电路相连接的信号放大电路，与信号放大电路相连接的转换电路组成。所述的前端输入电路包括电阻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 ;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极则与锁相电路相连接的同时接地。所述的锁相电路由场效应管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相连接、其发射极接地。所述的信号放大电路由放大器Pl，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相连接。所述的转换电路由转换芯片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。所述的转换芯片U为LM393型集成电路，而所述的滤波芯片Ul则为LM358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: (I)本专利技术可以对扭矩的信号频率进行锁相处理，使输入的频率与输出的频率相等，使发动机扭矩在发生变化后还可以准确的测量出发动机的实时扭矩。(2)本专利技术通过耦合电路的作用可以抑制扭矩信号在处理过程中的衰减情况，使应变式传感器可以输出更强、更稳定的信号。(3)本专利技术可以过滤掉设备所产生的干扰信号，避免应变式传感器受到干扰信号的影响，提尚其稳定性。【附图说明】图1为本专利技术的整体结构示意图； 图2为本专利技术的信号锁相处理系统电路结构示意图； 图3为本专利技术的耦合电路结构示意图； 图4为本专利技术的三阶有源低通滤波电当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于滤波处理的应变式扭矩传感器，主要由扭力轴（1）、显示仪（6），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），与显示仪（6）相连接的耦合电路（7），与耦合电路（7）相连接的信号锁相处理系统（5）组成；其特征在于：在信号锁相处理系统（5）与集流环（3）之间还设置有三阶有源低通滤波电路（8）；所述三阶有源低通滤波电路（8）由滤波芯片U1，三极管VT9，正极经电阻R20后与滤波芯片U1的IN‑管脚相连接、负极则作为电路的一输入极的极性电容C10，P极与极性电容C10的正极相连接、N极则与滤波芯片U1的VCC管脚相连接的二极管D10，正极顺次经电阻R21和电阻R22后与滤波芯片U1的IN+管脚相连接、负极则顺次经电阻R23和二极管D11后与滤波芯片U1的OUT管脚相连接的极性电容C11，正极与电阻R21和电阻R22的连接点相连接、负极接地的极性电容C12，以及负极与滤波芯片U1的IN+管脚相连接、正极则与三极管VT9的发射极相连接的极性电容C13组成；所述滤波芯片U1的VCC管脚与15V电压相连接、其GND管脚接地、而OUT管脚则与三极管VT9的基极相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程社林，余仁伟，曹诚军，程振寰，
申请(专利权)人：成都诚邦动力测试仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51