一種基于多功能信號調(diào)理系統(tǒng)的數(shù)字化應變式扭矩傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器，具體是指一種基于多功能信號調(diào)理系統(tǒng)的數(shù)字化應變式扭矩傳感器。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代科學技術的迅猛發(fā)展，扭矩測量技術已經(jīng)成為測試技術的新分支。扭矩測量的應用領域越來越廣泛，大到飛機、般舶、鉆井、發(fā)電設備和冶金礦山設備等，小到微電機、家用電器和鐘表等。扭矩測量是各種機械新產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量檢驗、優(yōu)化控制、工況監(jiān)測和故障診斷等必不可少的內(nèi)容。準確的扭矩測量對縮短現(xiàn)代機械設備的研制周期、提高設備性能、降低研制費用具有重要的作用。
[0003]隨著經(jīng)濟實力和技術不平的大幅提升，在民用和國防方面的設備技術越來越先進，這對扭矩傳感器的要求則更高。目前傳統(tǒng)的應變式扭矩傳感器其扭矩測量精度并不高，達不到生產(chǎn)需求。因此，提供一種高精度的應變式扭矩傳感器則是當務之急。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)的應變式扭矩傳感器扭矩測量精度并不高的缺陷，提供一種高精度的基于多功能信號調(diào)理系統(tǒng)的數(shù)字化應變式扭矩傳感器。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):一種基于多功能信號調(diào)理系統(tǒng)的數(shù)字化應變式扭矩傳感器，主要由扭力軸，設置在扭力軸上的集流環(huán)，粘貼在扭力軸上且與集流環(huán)相連接的應變片，與集流環(huán)相連接的振蕩器和多功能信號調(diào)理系統(tǒng)，以及與多功能信號調(diào)理系統(tǒng)相連接的顯示儀組成；所述的多功能信號調(diào)理系統(tǒng)由信號放大電路，與信號放大電路相連接的低通濾波電路，與低通濾波電路相連接的信號調(diào)整電路，與信號調(diào)整電路相連接的比較電路，以及與比較電路相連接的信號轉(zhuǎn)換電路組成。
[0006]進一步的，所述的信號放大電路由放大器P1，放大器P2，一端與放大器Pl的正極相連接、另一端則作為系統(tǒng)一輸入端的電阻R1，P極與放大器Pl的輸出極相連接、N極則作為系統(tǒng)的另一輸入端的二極管D2，一端與二極管D2的N極相連接、另一端接地的電阻R2，N極與二極管D2的P極相連接、P極則經(jīng)電阻R3后與二極管D2的N極相連接的二極管D1，一端與二極管D2的N極相連接、另一端則經(jīng)電阻R5后與放大器P2的正極相連接的電阻R4，正極與電阻R4和電阻R5的連接點相連接、負極接地的極性電容Cl，正極與放大器P2的正極相連接、負極接地的極性電容C2，一端與放大器P2的負極相連接、另一端接地的電阻R6，一端與放大器P2的輸出端相連接、另一端與低通濾波電路相連接的電位器R7組成；放大器Pl的負極接地、其輸出極則與低通濾波電路相連接，電位器R7的滑動端與放大器P2的輸出極相連接。
[0007]所述的低通濾波電路由三極管VT1，負極與三極管VTl的基極相連接、正極與放大器Pl的輸出極相連接的極性電容C4，正極同時與放大器Pl的輸出極以及信號調(diào)整電路相連接、負極接地的極性電容C3，負極與信號調(diào)整電路相連接、正極則順次經(jīng)電阻RlO和電阻R9后與極性電容C3的正極相連接的極性電容C6，一端與極性電容C4的負極相連接、另一端與三極管VTl的集電極相連接的電阻R8，負極與三極管VTl的發(fā)射極相連接、正極經(jīng)電阻Rll后與信號調(diào)整電路相連接的極性電容C5組成；三極管VTl的集電極還與電阻R9和電阻RlO的連接點相連接、其發(fā)射極則同時與電位器R7以及信號調(diào)整電路相連接。
[0008]所述的信號調(diào)整電路由放大器P3，三極管VT2，N極與極性電容C3的正極相連接、P極接地的穩(wěn)壓二極管D3，一端與極性電容C3的正極相連接、另一端與三極管VT2的基極相連接的電阻R13，一端與放大器P3的負極相連接、另一端與三極管VT2的發(fā)射極相連接的電阻R12，正極與極性電容C5的負極相連接、負極則與比較電路相連接的極性電容C7組成；所述放大器P3的正極與極性電容C6的負極相連接、負極與電阻Rll相連接、輸出極與比較電路相連接，三極管VT2的集電極與比較電路相連接。
[0009]所述的比較電路由比較芯片U, 二極管D4，或非門Q組成；二極管D4的P極與或非門Q的反相輸入端相連接、其N極則與比較芯片U的IN+管腳相連接，或非門Q的正相輸入端與三極管VT2的集電極相連接、其輸出端則與信號轉(zhuǎn)換電路相連接，比較芯片U的IN+管腳還與放大器P3的輸出極連接、其IN-管腳與極性電容C7的負極相連接、GND管腳接地、OUT管腳與信號轉(zhuǎn)換電路相連接、VCC管腳與外部電源相連接。
[0010]所述的信號轉(zhuǎn)換電路由轉(zhuǎn)換芯片U1，二極管D5，電阻R14，極性電容C8組成；二極管D5的P極與或非門Q的輸出端相連接、其N極與轉(zhuǎn)換芯片Ul的IN+管腳相連接，電阻R14的一端與轉(zhuǎn)換芯片Ul的CLK管腳相連接、另一端則作為系統(tǒng)的一輸出端，極性電容C8的正極與轉(zhuǎn)換芯片Ul的DO管腳相連接、負極則作為系統(tǒng)的另一輸出端，轉(zhuǎn)換芯片Ul的VCC管腳與比較芯片U的OUT管腳相連接、IN-管腳與其GND管腳相連接、GND管腳和REF管腳均接地、CS管腳與其CLK管腳相連接。
[0011]所述的比較芯片U為LM393型集成芯片，而轉(zhuǎn)換芯片Ul為TLC0831型集成芯片。
[0012]本發(fā)明較現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
(I)本發(fā)明通過多功能信號調(diào)理系統(tǒng)對扭矩信號進行處理，從而使傳感器的量測精度更尚。
[0013](2)本發(fā)明采用TLC0831型集成芯片作為轉(zhuǎn)換芯片，使轉(zhuǎn)換效率更高。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的多功能信號調(diào)理系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]以上附圖中的附圖標記名稱為:
I一扭力軸，2一應變片，3一集流環(huán)，4一振蕩器，5一多功能彳目號調(diào)理系統(tǒng)，6—顯不儀，51 一彳目號放大電路，52一低通濾波電路，53一彳目號調(diào)整電路，54一比較電路，55一彳目號轉(zhuǎn)換電路。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。實施例
[0017]如圖1所示，本發(fā)明主要由作為機械轉(zhuǎn)換元件的扭力軸1，設置在扭力軸I上的集流環(huán)3，粘貼在扭力軸I上且與集流環(huán)3相連接的應變片2，與集流環(huán)3相連接的振蕩器4和多功能信號調(diào)理系統(tǒng)5，以及與多功能信號調(diào)理系統(tǒng)5相連接的顯示儀6組成。
[0018]工作時把扭力軸I安裝在被測設備上，當被測設備轉(zhuǎn)動時，扭力軸I則被帶動，再通過應變片2的變形來測量扭力軸I的扭矩，并把信號輸送給集流環(huán)3。集流環(huán)3的作用是將應變片2的引線從旋轉(zhuǎn)著的扭力軸I上引出，即應變片2所采集到的扭矩信號由集流環(huán)3傳輸給振蕩器4和多功能信號調(diào)理系統(tǒng)5。扭矩信號經(jīng)多功能信號調(diào)理系統(tǒng)5處理后再輸出給顯示儀6，這樣可以過濾干擾信號，使檢測結(jié)果更加準確。
[0019]該多功能信號調(diào)理系統(tǒng)5是本發(fā)明的發(fā)明點所在，如圖2所示，其由信號放大電路51，與信號放大電路51相連接的低通濾波電路52，與低通濾波電路52相連接的信號調(diào)整電路53，與信號調(diào)整電路53相連接的比較電路54，以及與比較電路54相連接的信號轉(zhuǎn)換電路55組成。
[0020]當檢測到的扭矩信號很微弱時，則可以通過信號放大電路51進行放大，使信號變得清晰。該信號放大電路51由放大器P1，放大器P2，一端與放大器Pl的正極相連接、另一端則作為系統(tǒng)一輸入端的電阻R1，P極與放大器Pl的輸出極相連接、N極則作為系統(tǒng)的另一輸入端的二極管D2，一端與二極管D2的N極相連接、另一端接地的電阻R2，N極與二極管D2的P極相連接、P極則經(jīng)電阻R3后與二極管D2的N極相連接的二極管D1，一端與二極管D2的N極相連接、另一端則經(jīng)電阻R5后與放大器P2的正極相連接的電阻R4，正極與電阻R4和電阻R5的連接點相連接、負極接地的極性電容Cl，正極與放大器P2的正極相連接、負極接地的極性電容C2，一端與放大器P2的負極相連接、另一端接地的電阻R6，一端與放大器P2的輸出端相連接、另一端與低通濾波電路52相連接的電位器R7組成；放大器Pl的負極接地、其輸出極則與低通濾波電路52相連接，電位器R7的滑動端與放大器P2的輸出極相連接。
[0021]而低通濾波電路52則可以對干擾信號進行過濾，其由三極管VT1，負極與三極管VTl的基極相連接、正極與放大器Pl的輸出極相連接的極性電容C4，正極同時與放大器Pl的輸出極以及信號調(diào)整電路53相連接、負極接地的極性電容C3，負極與信號調(diào)整電路53相連接、正極則順