[實(shí)用新型]轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820109218.0
• 申請(qǐng)日: 2008-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN201233290Y
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張力;郝藏之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京新宇航世紀(jì)科技有限公司;張力
• 主分類號(hào): G01L3/04
• 分類號(hào): G01L3/04;G01P3/486;G01D5/243
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉 芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，該轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器能夠經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線向外界傳輸數(shù)字測(cè)量信號(hào)。

背景技術(shù)

目前，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器在電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、鉆探機(jī)械等眾多的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)中及數(shù)控機(jī)械加工中心、自動(dòng)機(jī)床等機(jī)電一體化設(shè)備中已獲得廣泛的應(yīng)用。

在現(xiàn)有技術(shù)中，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器由測(cè)量轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩傳感器和測(cè)量轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器兩部分組成。轉(zhuǎn)矩傳感器通常以電阻應(yīng)變片為敏感元件，在轉(zhuǎn)軸或與轉(zhuǎn)軸串接的彈性軸上安裝四片精密電阻應(yīng)變片，并把它們連接成惠思頓電橋。軸的變形會(huì)引起應(yīng)變片的阻值發(fā)生變化，電橋輸出信號(hào)與轉(zhuǎn)矩成比例，并采用導(dǎo)電滑環(huán)來耦合電源輸入及應(yīng)變信號(hào)輸出。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速傳感器有采用齒輪的方式測(cè)量轉(zhuǎn)速的，也有采用在旋轉(zhuǎn)軸上安裝加工有柵槽的齒盤，通過發(fā)光晶體管產(chǎn)生光源以及光敏電阻接收光信號(hào)來輸出脈沖式電壓或者電流脈沖信號(hào)測(cè)量轉(zhuǎn)速的。

現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是：無論是轉(zhuǎn)矩傳感器還是轉(zhuǎn)速傳感器，其輸出信號(hào)均為模擬信號(hào)，而隨著用戶對(duì)系統(tǒng)集成化程度的要求不斷提高，模擬信號(hào)的輸出已經(jīng)不能滿足測(cè)量電路設(shè)計(jì)的需求。而且，隨著大規(guī)模集成電路以及自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展，將轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器獲取的測(cè)量信號(hào)通過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行傳輸已經(jīng)成為迫切需求。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線向外界傳輸數(shù)字測(cè)量數(shù)據(jù)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，包括：

轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器以及信號(hào)處理器，所述信號(hào)處理器與所述轉(zhuǎn)矩傳感器和所述轉(zhuǎn)速傳感器連接，所述信號(hào)處理器將所述轉(zhuǎn)矩傳感器和所述轉(zhuǎn)速傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線輸出。

由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型通過信號(hào)處理器能夠?qū)⑥D(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成適用于經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸?shù)臄?shù)字轉(zhuǎn)矩信號(hào)和數(shù)字轉(zhuǎn)速信號(hào)并傳輸，滿足了用戶對(duì)系統(tǒng)集成化程度的要求不斷提高以及能夠通過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)的技術(shù)需求。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器第二實(shí)施例轉(zhuǎn)矩傳感器的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器第三實(shí)施例信號(hào)預(yù)處理單元的輸入波形圖；

圖6為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器第三實(shí)施例信號(hào)預(yù)處理單元的輸出波形圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，該轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器包括：轉(zhuǎn)矩傳感器1、轉(zhuǎn)速傳感器2以及信號(hào)處理器3。

具體地，轉(zhuǎn)矩傳感器1用于測(cè)量轉(zhuǎn)矩，并輸出與轉(zhuǎn)矩成數(shù)學(xué)關(guān)系的轉(zhuǎn)矩頻率信號(hào)。轉(zhuǎn)速傳感器2用于測(cè)量轉(zhuǎn)速，并輸出與轉(zhuǎn)速成數(shù)學(xué)關(guān)系的轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)。該數(shù)學(xué)關(guān)系可以為具有一定斜率的線性關(guān)系，也可以為先在某段時(shí)間內(nèi)具有一定斜率，再轉(zhuǎn)變?yōu)樾甭蕿榱愕木€性關(guān)系，同樣也可以為非線性關(guān)系，依據(jù)測(cè)量需求，該數(shù)學(xué)關(guān)系可以自行選擇。信號(hào)處理器3與轉(zhuǎn)矩傳感器1和轉(zhuǎn)速傳感器2連接，用于對(duì)轉(zhuǎn)矩頻率信號(hào)和轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，獲取轉(zhuǎn)矩參數(shù)和轉(zhuǎn)速參數(shù)，輸出與轉(zhuǎn)矩參數(shù)對(duì)應(yīng)的模擬轉(zhuǎn)矩信號(hào)、與轉(zhuǎn)速參數(shù)對(duì)應(yīng)的模擬轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將模擬轉(zhuǎn)矩信號(hào)和模擬轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字轉(zhuǎn)矩信號(hào)和數(shù)字轉(zhuǎn)速信號(hào)并經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線輸出。

本實(shí)施例轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器通過信號(hào)處理器對(duì)轉(zhuǎn)矩傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)得的轉(zhuǎn)矩頻率信號(hào)和轉(zhuǎn)速頻率信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理，從而獲取相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩參數(shù)和轉(zhuǎn)速參數(shù)。同時(shí)，將模擬轉(zhuǎn)矩信號(hào)和模擬轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成適用于現(xiàn)場(chǎng)總線接口傳輸?shù)臄?shù)字轉(zhuǎn)矩信號(hào)和數(shù)字轉(zhuǎn)速信號(hào)并經(jīng)由現(xiàn)場(chǎng)總線輸出。該轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號(hào)包括模擬轉(zhuǎn)矩信號(hào)、模擬轉(zhuǎn)速信號(hào)、數(shù)字轉(zhuǎn)矩信號(hào)以及數(shù)字轉(zhuǎn)速信號(hào)，因此，該轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器能夠滿足不同用戶對(duì)測(cè)量結(jié)果的需求，同時(shí)兼容傳統(tǒng)產(chǎn)品的信號(hào)接口，滿足了用戶對(duì)系統(tǒng)集成化程度的要求不斷提高以及能夠通過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線接口傳輸數(shù)字測(cè)量數(shù)據(jù)的技術(shù)需求。