[發明專利]用于切向場測量的基于SMD線圈的轉矩傳感器

有效

• 申請號: 201811531806.8
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109990933B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: P.T.西皮拉;C.貝爾德
• 申請（專利權）人: 通用電氣阿維奧有限責任公司
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10;G01K13/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄭浩;張金金

按照一些實施例，提供系統和方法，包括包含驅動軸的安裝產品、具有傳感器探針的磁致伸縮傳感器，所述磁致伸縮傳感器包括：襯底；驅動線圈，操作以接收驅動電流并且經過驅動軸發射磁場，其中驅動線圈安裝在襯底上；一個或多個感測線圈，操作以接收磁場并且基于所接收磁場來傳送信號，其中一個或多個感測線圈安裝在襯底上；并且其中磁場在橫向于驅動軸的半徑的方向上從驅動線圈來發射。提供了許多其它方面。

產生本申請的項目根據贈與協議號CS2-FRC_GAM-2014-2015-01已經接收來自歐盟的Horizon 2020研究和創新計劃的Clean Sky 2 Joint Undertaking的資助。

背景技術

傳感器在多種產業中用來感測振動、轉矩、速度、力位置、溫度和其它參數。在某些應用中，傳感器的性能可由于電和/或磁干擾、溫度波動和應力而降低。

將期望提供用來改進轉矩傳感器的操作的系統和方法。

發明內容

按照一些實施例，一種系統包括包含驅動軸的安裝產品、具有傳感器探針的磁致伸縮傳感器，所述磁致伸縮傳感器包括：襯底；驅動線圈，操作以接收驅動電流并且經過驅動軸發射磁場，其中驅動線圈安裝在襯底上；一個或多個感測線圈，操作以接收磁場并且基于所接收磁場來傳送信號，其中一個或多個感測線圈安裝在襯底上；并且其中磁場在橫向于驅動軸的半徑的方向上從驅動線圈來發射。

按照一些實施例，一種方法包括：提供磁致伸縮傳感器，其包括驅動線圈和一個或多個感測線圈；在驅動線圈處接收驅動電流；從驅動線圈發射磁場，其中磁場在橫向于安裝產品的驅動軸的半徑的方向上發射；以及在驅動軸中并且在一個或多個感測線圈處接收磁場。

本發明的一些實施例的技術效果是用于測量轉矩的改進和/或計算機化技術和系統。實施例提供用于檢測和測量機器的軸上的轉矩的無芯轉矩傳感器。在一些實施例中，軸是機器中的旋轉驅動系（drive train）。由于實施例與常規傳感器相比不依靠鐵磁芯，所以傳感器具有優于常規鐵芯傳感器的改進溫度穩定性，并且可為傳感器提供更低制造可變性。改進溫度穩定性和更低制造可變性可提供更精確傳感器，這則可引起更好的引擎控制。實施例提供經由橫向于軸的表面的磁場的測量對轉矩的生成、檢測和測量。

在一個或多個實施例中，可應用商用現貨（COTS）表面安裝裝置（SMD）微線圈，以生成并且拾取磁場以用于檢測機器軸上的磁致伸縮效應。COTS SMD線圈的利用可提供制造傳感器的成本有效的方式，而沒有損害信號強度，因為不需要特殊部分或特殊制造過程來制作線圈組件。另外，獨立線圈的使用可允許橫向磁場的生成和檢測，并且可允許傳感器性能的優化。例如，如與徑向場相反，生成和檢測橫向場可提供針對傳感器性質和性能（例如靈敏度、動態范圍、針對起因于線纜振動、溫度膨脹、電磁干擾等的干擾因子的魯棒性）的益處。

通過這些及其它優點以及下面將變得顯而易見的特征，能夠通過參照以下詳細描述并且參照其所附的附圖得到對本發明的性質的更完整了解。

其它實施例與系統和/或存儲執行本文所述方法的任一種的指令的計算機可讀介質關聯。

本發明還公開了一組技術方案，如下：

技術方案1.一種系統，包括：

安裝產品，所述安裝產品包括驅動軸；

具有傳感器探針的磁致伸縮傳感器，所述磁致伸縮傳感器包括：

襯底；

驅動線圈，所述驅動線圈操作以接收驅動電流并且經過所述驅動軸發射磁場，其中所述驅動線圈安裝在所述襯底上；

一個或多個感測線圈，所述一個或多個感測線圈操作以接收磁場，并且基于所接收磁場來傳送信號，其中所述一個或多個感測線圈安裝在所述襯底上；并且

其中所述磁場在橫向于所述驅動軸的半徑的方向上從所述驅動線圈來發射。