基于多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的數(shù)字化應(yīng)變式扭矩傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器，具體是指基于多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的數(shù)字化應(yīng)變式扭矩傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，扭矩測(cè)量技術(shù)已經(jīng)成為測(cè)試技術(shù)的新分支。扭矩測(cè)量的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，大到飛機(jī)、般舶、鉆井、發(fā)電設(shè)備和冶金礦山設(shè)備等，小到微電機(jī)、家用電器和鐘表等。扭矩測(cè)量是各種機(jī)械新產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量檢驗(yàn)、優(yōu)化控制、工況監(jiān)測(cè)和故障診斷等必不可少的內(nèi)容。同時(shí)，傳感器還可以測(cè)量設(shè)備的轉(zhuǎn)速，因此應(yīng)用于很多設(shè)備調(diào)試當(dāng)中。
[0003]隨著經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)不平的大幅提升，在民用和國防方面的設(shè)備技術(shù)越來越先進(jìn)，設(shè)備調(diào)試要求越來越高，這對(duì)扭矩傳感器的要求則更高。目前傳統(tǒng)的應(yīng)變式扭矩傳感器其轉(zhuǎn)速測(cè)量精度并不高，達(dá)不到生產(chǎn)需求。因此，提供一種能夠高精度量測(cè)轉(zhuǎn)速的應(yīng)變式扭矩傳感器則是當(dāng)務(wù)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(yīng)變式扭矩傳感器其轉(zhuǎn)速測(cè)量精度不高的缺陷，提供一種基于多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的數(shù)字化應(yīng)變式扭矩傳感器。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的數(shù)字化應(yīng)變式扭矩傳感器，主要由扭力軸，設(shè)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(yīng)變片，與集流環(huán)相連接的振蕩器和多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路，以及與多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路相連接的顯示儀組成；所述多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路由信號(hào)限幅電路，與信號(hào)限幅電路相連接的信號(hào)篩選電路，與信號(hào)篩選電路相連接的施密特觸發(fā)電路和積分電路，與施密特觸發(fā)電路相連接的微分電路和微處理電路，同時(shí)與積分電路以及微分電路相連接的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路組成。
[0006]進(jìn)一步的，所述的信號(hào)限幅電路由放大器P，三極管VT1，三極管VT2，一端與放大器P的負(fù)極相連接、另一端接地的電阻R2，串接在放大器P的負(fù)極和輸出極之間的電阻R3，一端與放大器P的正極相連接、另一端則作為電路的一輸入端的電阻R1，正極與放大器P的正極相連接、負(fù)極則與三極管VTl的集電極相連接的極性電容C1，N極與信號(hào)篩選電路相連接、P極與三極管VT2的集電極相連接的二極管D2，一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端與三極管VT2的基極相連接的電阻R6，P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接、N極接地的二極管D1，一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端與二極管Dl的N極相連接的電阻R5組成；所述放大器P的輸出極與信號(hào)篩選電路相連接。
[0007]所述的信號(hào)篩選電路包括電阻R4，電阻R7，二極管D3，極性電容C2，場(chǎng)效應(yīng)管Q ;極性電容C2的正極與場(chǎng)效應(yīng)管Q的源極相連接、其負(fù)極則與積分電路相連接，場(chǎng)效應(yīng)管Q的柵極經(jīng)電阻R4后與放大器P的輸出極相連接、其源極還與二極管D2的N極相連接、漏極則順次經(jīng)二極管D3和電阻R7后與施密特觸發(fā)電路相連接。
[0008]所述的施密特觸發(fā)電路由與非門K1，三極管VT3，P極經(jīng)極性電容C3后接地、N極則與三極管VT3的基極相連接的二極管D4，一端與三極管VT3的基極相連接、另一端和與非門Kl的輸出極相連接的電阻R12，以及一端與三極管VT3的集電極相連接、另一端與微處理電路相連接的電阻R13組成；所述與非門Kl的正相輸入端和反相輸入端均與三極管VT3的集電極相連接、其輸出極與微分電路相連接，三極管VT3的基極與電阻R7相連接、發(fā)射極與積分電路相連接。
[0009]所述的積分電路由三極管VT4，N極與單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路相連接、P極則順次經(jīng)極性電容C5和電阻RlO以及電阻R9后與三極管VT3的發(fā)射極相連接的二極管D5，一端與三極管VT4的集電極相連接、另一端與三極管VT4的基極相連接的電阻R8，以及正極與三極管VT4的發(fā)射極相連接、負(fù)極經(jīng)電阻Rll后與二極管D5的N極相連接的極性電容C4組成；所述三極管VT4的基極與極性電容C2的負(fù)極相連接、集電極與電阻R9和電阻RlO的連接點(diǎn)相連接。
[0010]所述的微分電路包括與非門K2，與非門K3，二極管D6，極性電容C6 ;二極管D6的P極和與非門Kl的輸出極相連接、其N極則和與非門K3的正相輸入端相連接，極性電容C6的正極和與非門K3的反相輸入端相連接、其負(fù)極接地，與非門K2的正相輸入端和反相輸入端均與二極管D6的P極相連接、其輸出極則與極性電容C6的正極相連接，與非門K3的輸出極與單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路相連接。
[0011]所述的微處理電路包括三極管VT5，二極管D7，電阻R14 ;二極管D7的N極與三極管VT5的基極相連接、其P極接地，電阻R14的一端與三極管VT5的基極相連接、另一端則與三極管VT5的集電極相連接，三極管VT5的發(fā)射極同時(shí)與電阻R13以及單穩(wěn)態(tài)多揩振蕩電路相連接，集電極作為電路一輸出端。
[0012]所述的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路包括振蕩芯片U，與非門K4，電阻R15，電阻R16，極性電容C7 ;極性電容C7的負(fù)極接地、其正極則經(jīng)電阻R15后與三極管VT5的發(fā)射極相連接，與非門K4的正相輸入端和反相輸入端均與振蕩芯片U的OUT管腳相連接、其輸出端則經(jīng)電阻R16后作為電路另一輸出端，振蕩芯片U的RE管腳和VCC管腳均與三極管VT5的發(fā)射極相連接、其TRIG管腳和與非門K3的輸出端相連接、CONT管腳與二極管D5的N極相連接、GND管腳與其CONT管腳相連接的同時(shí)接地、其THR管腳和DIS管腳均與極性電容C7的正極相連接。
[0013]所述的振蕩芯片U為NE555集成電路。
[0014]本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
(I)本發(fā)明通過多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路對(duì)轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行處理，從而使傳感器的量測(cè)精度更高。
[0015](2)本發(fā)明采用NE555集成芯片，使傳感器更加穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]以上附圖中的附圖標(biāo)記名稱為: I一扭力軸，2一應(yīng)變片，3一集流環(huán)，4一振蕩器，5一多功能轉(zhuǎn)速彳目號(hào)調(diào)理電路，6一顯不儀，51一信號(hào)限幅電路，52一信號(hào)篩選電路，53一施密特觸發(fā)電路，54一積分電路，55一微分電路。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于此。
實(shí)施例
[0019]如圖1所示，本發(fā)明主要由作為機(jī)械轉(zhuǎn)換元件的扭力軸1，設(shè)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(yīng)變片2，與集流環(huán)3相連接的振蕩器4和多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路5，以及與多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路5相連接的顯示儀6組成。
[0020]工作時(shí)把扭力軸I安裝在被測(cè)設(shè)備上，當(dāng)被測(cè)設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，扭力軸I則被帶動(dòng)，再通過應(yīng)變片2來測(cè)量扭力軸I的轉(zhuǎn)速，并把信號(hào)輸送給集流環(huán)3。集流環(huán)3的作用是將應(yīng)變片2的引線從旋轉(zhuǎn)著的扭力軸I上引出，即應(yīng)變片2所采集到的轉(zhuǎn)速信號(hào)由集流環(huán)3傳輸給振蕩器4和多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路5。轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路5處理后再輸出給顯示儀6，這樣可以使檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。
[0021]該多功能轉(zhuǎn)速信號(hào)調(diào)理電路5為本發(fā)明的重點(diǎn)所在，如圖2所示，其由信號(hào)限幅電路51，與信號(hào)限幅電路51相連接的信號(hào)篩選電路52，與信號(hào)篩選電路52相連接的施密特觸發(fā)電路53和積分電路54，與施密特觸發(fā)電路53相連接的微分電路55和微處理電路56，同時(shí)與積分電路54以及微分電路55相連接的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路57組成。
[0022]該信號(hào)限幅電路51可以把轉(zhuǎn)速信號(hào)限制在一定的頻率范圍內(nèi)，避免因頻率波動(dòng)所造成的干擾。其由放大器P，三極管VT1，三極管VT2，一端與放大器P的負(fù)極相連接、另一端接地的電阻R2，串接在放大器P的負(fù)極和輸出極之間的電阻R3，一端與放大器P的正極相連接、另一端則作為電路的一輸入端的電阻R1，正極與放大器P的正極相連接、負(fù)極則與三極管VTl的集電極相連接的極性電容Cl，N極與信號(hào)篩選電路52相連接、P極與三極管VT2的集電極相連接的二極管D2，一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端與三極管VT2的基極相連接的電阻R6，P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接、N極接地的二極管Dl，一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端與二極管Dl的N極相連接的電阻R5組成；所述放大器P的輸出極與信號(hào)篩選電路52相連接。
[0023]信號(hào)篩選電路52包括電阻R4，電阻R7，二極管D3，極性電容C2，場(chǎng)效應(yīng)管Q。連接時(shí)，極性電容C2的正極與場(chǎng)效應(yīng)管Q的源極相連接、其負(fù)極則與積分電路54相連接，場(chǎng)效應(yīng)管Q的柵極經(jīng)電阻R4后與放大器P的輸出極相連接、其源極還與二極管D2的N極相連接、漏極則順次經(jīng)二極管D3和電阻R7后與施密特觸發(fā)電路53相連接。
[0024]信號(hào)脈沖經(jīng)過傳輸后會(huì)發(fā)生波形畸變，而施密特觸發(fā)電路53可以對(duì)信號(hào)脈沖進(jìn)行整形，從而得到比較理想的矩形脈沖波形。該施密特觸發(fā)電路53由與非門K1，三極管VT3，P極經(jīng)極性電容C3后接地、N極則與三極管VT3的基極相連接的二極管D4，一端與