本實用新型涉及一種電動執(zhí)行機構力矩檢測自我校正電路。

背景技術：

電動執(zhí)行機構，又稱電動執(zhí)行器，是一種能夠提供直線或旋轉運動的驅動裝置，它利用某種驅動能源并在某種控制信號作用下工作。電動執(zhí)行機構一般采用電力驅動。在電動執(zhí)行機構控制的電動閥門中，需對閥門開關過程中的受力情況進行精確測量和控制，因此在電動執(zhí)行機構中需裝有力矩測量裝置，確保閥門開關的可靠性能和安全性能。

現(xiàn)有技術的力矩測量方法一般為采用了力矩傳感器，恒彈性體差分應變技術檢測輸出力矩。彈性體上布置的高性能應變片與內部的控制系統(tǒng)很好地結合在一起，穩(wěn)定、可靠、準確地直接檢測蝸桿對蝸輪的軸向推力，而不受溫度、電源、濕度、震動、傳動不穩(wěn)定性等因素的影響；但是，使用一段時間后會發(fā)生零位漂移的現(xiàn)象。

另一種方法可以避免零位漂移，采用電子電路實現(xiàn)電動執(zhí)行器力矩的檢測裝置，它可以與電機進行隔離裝配，有效杜絕電機溫度的影響；但是，靈敏度不高。

當力矩傳感器發(fā)生零位漂移時就需要更換力矩傳感器，或是檢測裝置靈敏度不高，也需要更換檢測裝置，維修成本高。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的不足之處，本實用新型提供一種設計合理，可以有效避免力矩傳感器的零位漂移的現(xiàn)象。

一種電動執(zhí)行機構力矩檢測自我校正電路，包括一力矩測量電路，一電流測量電路，一單片機處理器和一顯示屏，力矩測量電路和電流測量電路分別與單片機處理器的輸入端電連接，單片機處理器的輸出端與顯示屏的輸入端電連接，所述的：

力矩測量電路將采集到的壓力信號轉換成直流電壓信號發(fā)送到單片機處理器；

電流測量電路通過一電流互感器對電流進行采集，采集到的電流信號依序通過一絕對值電路、一濾波電路后，發(fā)送至單片機處理器；

單片機處理器內部集成模數(shù)轉換電路，對采集到的電壓信號和電流信號進行零點較正，輸出力矩值信號，發(fā)送至顯示屏；

顯示屏上顯示電動執(zhí)行機構的具體受力值。

進一步的，所述的力矩測量電路包括一與差分放大電路連接的力矩傳感器；力矩測量電路通過力矩傳感器采集壓力信號，采集到的壓力信號通過差分放大電路發(fā)送到單片機處理器。

進一步，所述的力矩傳感器包括一恒彈性體和設置在恒彈性體上的橋式結構的四個應變片組成，每二個應變片對應一傳感信號輸出端，差分放大電路具有的二個輸入端，四個應變片對應的二個傳感信號輸出端分別信號連接差分放大電路的二個輸入端。

上述技術方案的有益之處在于：

力矩檢測主要還是以力矩傳感器為主，突出其準確性高、靈敏度強的特點，其零位會漂移的缺點則有電流互感器的檢測方式進行補充。

當電機正常運行并且在不受力的情況下，單片機處理器30會檢測電流互感器的電流值，從而判斷電動機是否在受力的情況下工作。如果單片機處理器30判定電動機此時沒有受力而單片機處理器30檢測到的力矩傳感器信號如果不是2.25V左右，則將判斷力矩傳感器的零位發(fā)生漂移了，這時單片機處理器會把此次的力矩傳感器的信號值作為新的零位值，從而校正力矩傳感器的零點，可以增強設備的使用壽命及減少維修成本。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本實用新型的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定，在附圖中：

圖1為本實用新型的工作流程圖。

圖2為本實用新型力矩測量電路的工作原理圖。

圖3為本實用新型電流測量電路的工作原理圖。

具體實施方式

為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚、明白，以下結合附圖和實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不限定本實用新型。

如圖1所示，一種電動執(zhí)行機構力矩檢測自我校正電路，包括一力矩測量電路10，一電流測量電路20，一單片機處理器30和一顯示屏40；力矩測量電路10和電流測量電路20分別與單片機處理器30的輸入端電連接，單片機處理器30的輸出端與顯示屏40的輸入端電連接。

力矩測量電路10將采集到的壓力信號轉換成直流電壓信號發(fā)送到單片機處理器30；所述的力矩測量電路10包括一與差分放大電路12連接的力矩傳感器11；力矩測量電路10通過力矩傳感器11采集壓力信號，采集到的壓力信號通過差分放大電路12發(fā)送到單片機處理器30。

所述的力矩傳感器11包括一恒彈性體和設置在恒彈性體上的橋式結構的四個應變片組成，每二個應變片對應一傳感信號輸出端，差分放大電路12具有的二個輸入端，四個應變片對應的二個傳感信號輸出端分別信號連接差分放大電器12的二個輸入端。

如圖2所示，力矩測量電路10是用來檢測電動執(zhí)行機構運行過程中實時受力的具體情況。其主要由一力矩傳感器11、一INA118差分放大電路12、及一ADC數(shù)模轉換電路(集成模數(shù)轉換電路)組成。力矩傳感器11包括一恒彈性體和設置在恒彈性體上的橋式結構的四個應變片組成，恒彈性體主要采用的是2Cr13經(jīng)過淬火使其硬度達到HRC4045。電機在運行過程中由于受力，會使與其相連接的蝸桿產生軸向位移(蝸桿軸向的間隙有2mm，)，蝸桿會把作用力加在恒彈性體上，使其發(fā)生軸向變形。恒彈性體上貼有4個精密的應變片，恒彈性體變形的時候，應變片的電阻值會發(fā)生改變，從而引起信號有電壓差，該信號通過INA118差分放大電路，是電壓值被放大500倍后產生一個關力矩0.6V-2.25V和一個開力矩2.25V-3.9V的信號給ADC數(shù)模轉換電路，經(jīng)型號為MSP430單片機處理器30傳輸?shù)斤@示屏40，顯示屏40能讀出該電動執(zhí)行機構的具體受力值。

放大電路公式：G＝1+50K/RG；

VOUT＝G(VIN+-VIN-)；

其中：G為放大倍數(shù)；

R為INA118連接的電阻值；

VOUT為放大電路電壓輸出值；

VIN+為信號輸入正端；

VIN-為信號輸入負端。

電流測量電路20通過一電流互感器21對電流進行采集，采集到的電流信號依序通過一絕對值電路22、一濾波電路23后，發(fā)送至單片機處理器30；

當電機正常運行并且在不受力的情況下，單片機處理器30會檢測電流互感器21的電流值，從而判斷電動機是否在受力的情況下工作。如果單片機處理器30判定電動機此時沒有受力而單片機檢測到的力矩傳感器信號如果不是2.25V左右，則將判斷力矩傳感器的零位發(fā)生漂移了，這時單片機處理器30會把此次的力矩傳感器的信號值作為新的零位值，從而校正力矩傳感器11的零點。對采集到的電壓信號和電流信號進行零點較正，輸出力矩值信號，發(fā)送至顯示屏40；顯示屏40上顯示電動執(zhí)行機構的具體受力值。

上述說明示出并描述了本實用新型的優(yōu)選實施例，如前所述，應當理解本實用新型并非局限于本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實用新型構想范圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本實用新型的精神和范圍，則都應在本實用新型所附權利要求的保護范圍內。