[實用新型]一種基于射極耦合放大電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520663650.4
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN204988578U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程社林;余仁偉;程振寰;張濤
• 申請（專利權(quán)）人: 成都誠邦動力測試儀器有限公司
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00;H03F3/20
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技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種基于射極耦合放大電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器。

背景技術(shù)

現(xiàn)有應變式扭矩傳感器技術(shù)中，通常采用模擬電路處理應變片輸出的電信號，將其轉(zhuǎn)換為成比例的線性模擬量輸出信號，如電壓、電流或頻率脈沖信號。然而，模擬信號在傳輸時會出現(xiàn)削弱的情況，在很大程度上影響了模擬信號的正常使用。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有應變式扭矩傳感器的模擬信號在傳輸時會出現(xiàn)削弱的缺陷，提供一種基于射極耦合放大電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器。

本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于射極耦合放大電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器，包括齒盤U，光電開關(guān)S，定子系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)變壓器T1，旋轉(zhuǎn)變壓器T2，以及轉(zhuǎn)子系統(tǒng)；所述光電開關(guān)S的一端與齒盤U相連接、另一端則與定子系統(tǒng)相連接，旋轉(zhuǎn)變壓器T1的原邊與定子系統(tǒng)相連接、其副邊則與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)相連接，旋轉(zhuǎn)變壓器T2的原邊與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)相連接、其副邊則與定子系統(tǒng)相連接。

進一步的，所述轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由整流器K，與整流器K相連接的應變電阻電橋，與應變電阻電橋相連接的信號變換單元，以及同時與整流器K和信號變換單元相連接的射極耦合放大單元組成；所述整流器K還與旋轉(zhuǎn)變壓器T1的副邊相連接，射極耦合放大單元還與旋轉(zhuǎn)變壓器T2的原邊相連接。

所述的射極耦合放大單元由三極管VT1，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，串接在三極管VT1的發(fā)射極和三極管VT3的基極之間的電阻R4，負極順次經(jīng)電阻R5和電阻R3后與三極管VT2的集電極相連接、正極接地的電容C2，正極與電容C2的正極相連接、負極與三極管VT4的集電極相連接的極性電容C3，一端與三極管VT3的集電極相連接、另一端則經(jīng)電阻R8后形成該射極耦合放大單元的輸出端的電阻R7，一端與三極管VT4的發(fā)射極相連接、另一端則與電阻R7和電阻R8的連接點相連接的電阻R6，正極與三極管VT3的發(fā)射極相連接、負極則與三極管VT2的發(fā)射極相連接的同時接地的極性電容C5，與極性電容C5相并聯(lián)的電容C4組成；所述三極管VT1的基極與三極管VT2的基極相連接的同時作為該射極耦合放大單元的輸入端，其集電極則與三極管VT4的集電極相連接；所述三極管VT4的基極與電阻R3和電阻R5的連接點相連接。

所述信號變換單元由放大器P2，與非門A1，與非門A2，N極與放大器P2的正極相連接、P極則形成該信號變換單元的輸入端的二極管D1，正極與二極管D1的P極相連接、負極則經(jīng)電位器R2后與放大器P2的負極相連接的電容C1，與電容C1相并聯(lián)的電阻R1，以及N極與放大器P2的負極相連接、P極則經(jīng)倒相放大器A3后與與非門A1的正極相連接的二極管D2組成；所述電容C1的負極與電位器R2的控制端相連接；所述與非門A2的負極與放大器P2的輸出端相連接，其正極則與與非門A1的輸出端相連接，其輸出端則與與非門A1的負極相連接的同時形成該信號變換單元的輸出端。

所述的定子系統(tǒng)由DC/DC單元，與DC/DC單元相連接的功率放大器P1，與功率放大器P1相連接的ARM微控制器，分別與ARM微控制器相連接的RS485通信接口、信號調(diào)制解調(diào)單元以及轉(zhuǎn)速信號調(diào)理單元組成；所述的功率放大器P1還與旋轉(zhuǎn)變壓器T1的原邊相連接，信號調(diào)制解調(diào)單元還與旋轉(zhuǎn)變壓器T2的副邊相連接，轉(zhuǎn)速信號調(diào)理單元還與光電開關(guān)S相連接。

所述的放大器P2為LF356BI型運算放大器。

本實用新型較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

(1)本實用新型的RS485通信接口可以直接與外部設(shè)備相連接，無需使用二次儀表。

(2)本實用新型采用ARM微控制器其可以對測量輸出的信號進行數(shù)字化處理，方便校準、標定及參數(shù)調(diào)整，同時還可以提高測量數(shù)據(jù)輸出的抗干擾能力及傳輸距離。

(3)本實用新型采用信號變換單元，其可以把電壓信號變換成頻率脈沖信號，當在不同工況時其所變換的脈沖信號的頻率不同，從而使其在不同工況下仍然能夠保持很好的適用性。

(4)本實用新型通過射極耦合放大單元對模擬信號進行不失真的放大處理，從而避免模擬信號在輸送過程中出現(xiàn)削弱的現(xiàn)像。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為本實用新型的信號變換單元電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本實用新型的射極耦合放大單元電路結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式并不限于此。

實施例