一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置制造方法及图纸

一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置，属于传感器检测技术领域。其结构由扭矩输入装置、连接装置、扭矩测量装置、带有凹槽的管柱、检测装置以及固定装置组成；所述扭矩输入装置由伺服电机、减速器、固定底座及控制装置组成；所述连接装置由一号联轴器、二号联轴器及三号联轴器组成；所述扭矩测量装置为静态扭矩传感器；所述带有凹槽的管柱由极磁环、凹槽以及凹槽盖组成；所述检测装置由采集卡、LABVIEW软件以及安装LABVIEW软件的上位机组成；所述固定装置为磁粉制动器；本装置能直观显示数据图像，降低操作人员在检测过程中的对待测霍尔型扭矩传感器的误判率；另外，本装置操作简单，操作人员能快速完成单个待测霍尔型扭矩传感器的功能检测工作。

A Holzer type torque sensor function detecting device

The utility model relates to a Holzer type torque sensor function detection device, which belongs to the sensor detection technology field. The structure consists of a torque input device, a connecting device, a torque measuring device, a pipe string with grooves, a detection device and a fixing device; the torque input device consists of a servo motor, a reducer, a fixed base and a control device; the connecting device consists of a first coupling, a second coupling and a third coupling group. The torque measuring device is a static torque sensor; the pipe string with groove is composed of a pole magnetic ring, a groove and a groove cover; the detecting device is composed of a acquisition card, a LABVIEW software and an upper computer installed with the LABVIEW software; the fixed device is a magnetic powder brake; the device can visually display data images. In addition, the device is easy to operate, and the operator can quickly complete the function detection of a single Hall torque sensor to be measured.

【技术实现步骤摘要】
一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置
本专利技术涉及传感器检测装置，具体涉及一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置，属于传感器检测

技术介绍
霍尔型扭矩传感器是一种线束状电路板型的扭矩传感器。在加工、生产该类电路板时，由于元器件选型错误，波峰焊焊接失误以及霍尔片正反安装失误都会导致霍尔型扭矩传感器不能准确测量扭矩信号，影响产品的一次合格率，若不符合国家质量标准的产品流入市场，则会对消费者产生一定的安全隐患。现有的霍尔型扭矩传感器功能检测装置使用数显屏实时显示霍尔型扭矩传感器输出的电压值，操作人员通过霍尔型扭矩传感器输出的两组电压值以及它们的和来判断待测霍尔型扭矩传感器是否符合标准，且现有霍尔型扭矩传感器功能检测装置需人工固定待测霍尔型扭矩传感器于管柱凹槽的特定位置或者通过往管柱凹槽中填满填充物来固定待测霍尔型扭矩传感器。现有的霍尔型扭矩传感器功能检测装置在传感器功能检测过程中操作者误判的可能性大。并且，固定待测霍尔型扭矩传感器于凹槽的过程对于待测霍尔型扭矩传感器有损伤。因此，亟待设计一种新型的霍尔型扭矩传感器功能检测装置，通过改变待测霍尔型扭矩传感器输出电压的表达方式，使操作人员能清晰、直观和准确的判断待测霍尔型扭矩传感器是否符合标准，减少操作人员在待测霍尔型扭矩传感器进行功能检测时的误判率。通过改变待测的霍尔型扭矩传感器固定于凹槽的方式，消除操作人员在功能检测过程中对待测霍尔型扭矩传感器的损伤并提高操作人员的工作效率。
技术实现思路
本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提出了一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置，其结构由扭矩输入装置、连接装置、扭矩测量装置、带有凹槽的管柱、检测装置以及固定装置组成；所述扭矩输入装置由伺服电机、减速器、固定底座及控制装置组成。所述控制装置由PLC，PLC编程软件以及已安装PLC编程软件的上位机组成；所述连接装置由一号联轴器、二号联轴器及三号联轴器组成；所述扭矩测量装置为静态扭矩传感器，用于实时测量所述扭矩输入装置输出的扭矩值；所述带有凹槽的管柱由极磁环、凹槽以及凹槽盖组成。所述极磁环用于接收由输入扭矩变化而导致变化的磁场；所述凹槽用于放入待测的霍尔型扭矩传感器；所述凹槽内分布有四个磁极感应端；所述凹槽盖有一通透开槽；所述检测装置由采集卡、LABVIEW软件以及安装LABVIEW软件的上位机组成；所述固定装置是磁粉制动器。本专利技术采用的技术方案工作原理如下：按照上述介绍的结构搭建霍尔型扭矩传感器功能检测装置；上位机对PLC编程，已编程的PLC控制伺服电机先顺时针旋转，输出逐渐增加的扭矩，直至扭矩达到预设值，电机保持输出该扭矩的值5s；PLC控制伺服电机减小顺时针输出扭矩的值至零后，电机开始逆时针旋转并输出逐渐增加的扭矩，直至扭矩达到另一个预设值，电机保持输出该扭矩的值5s；一个工作循环内，电机输出的两个扭矩预设值大小相等，方向相反；与伺服电机相连的扭矩测量装置受到伺服电机施加扭矩时，扭矩测量装置结构会有相对运动趋势，使得梁体发生形变，促使贴在梁体上的两个应变片发生形变，致使两个应变片的电阻出现完全相反的线性变化，扭矩测量装置输出差分电压信号，此信号大小跟随扭矩大小线性变化，可根据静态扭矩传感器输出电压的大小来得出伺服电机输出扭矩的大小；带凹槽的管柱与扭矩测量装置同轴连接，管柱受到的扭矩与扭矩测量装置受到的扭矩相等。管柱内部有极磁环，极磁环用于接收由输入扭矩变化而导致变化的磁场。待测的霍尔型扭矩传感器选用的传感器芯片是一种基于霍尔效应的单线性输出通用磁场传感器，该传感器具有比率输出特性，即输出电压与磁通量和供电电压成正比，待测的霍尔型扭矩传感器的PCB板上有两个传感器芯片，两个芯片在PCB板上的位置相互对称，正负极相反，在相同的磁场和相同供电电压的情况下，正向焊接的传感器芯片输出电压1，反向焊接的传感器芯片输出电压2，所述输出电压1与所述输出电压2的值均为正数，且所述输出电压1与所述输出电压2之和为恒定值；所述采集卡采集并处理所述扭矩测量装置测得的扭矩的值和霍尔型扭矩传感器输出的电压值，通过对已安装LABVIEW软件的上位机编程，建立二维空间坐标系(横坐标为扭矩，纵坐标为电压)，在二维空间坐标系下描绘所述扭矩测量装置测得扭矩的值与霍尔型扭矩传感器输出电压1的确定的连续线段1和描绘所述扭矩测量装置测得扭矩的值与霍尔型扭矩传感器输出电压2的确定的连续线段2，上位机输出由连续线段1和连续线段2构成的“输入扭矩—输出电压”图像；连接伺服电机电源，PLC组件电路，扭矩测量装置供电电源以及霍尔型扭矩传感器供电电源，采集卡与扭矩测量装置和霍尔型扭矩传感器信号输出端相连。线路连接无误后，给伺服电机供电，伺服电机按照程序做出预期的动作，扭矩测量装置实时输出扭矩的值与霍尔型扭矩传感器实时输出两组电压值由采集卡信号采集、处理，处理后的数据在已安装LABVIEW软件的上位机上显示。在检测过程中，若已安装LABVIEW软件的上位机输出的“输入扭矩—输出电压”图像中所述输出电压1与输入扭矩成线性变化，所述输出电压2与输入扭矩成线性变化，所述连续线段1与所述连续线段2相交于纵坐标且所述连续线段1和所述连续线段2关于纵坐标对称，则可判定待测的霍尔型扭矩传感器是符合标准的，否则，均可判定待测的霍尔型扭矩传感器不符合标准，需要进行进一步的检测与实验验证。与现有霍尔型扭矩传感器功能检测装置相比，本专利技术所达到的有益效果为：1)本专利技术提出的功能检测装置整体结构简单，搭建难度低；该装置所需的器件较少，搭建成本低且满足霍尔型扭矩传感器功能检测需求；2)本专利技术提出的功能检测装置操作方便，实用性强。在检测过程中，操作者只需放置好待测霍尔型扭矩传感器就能直观的根据上位机输出的“输入扭矩—输出电压”图像，判定待测霍尔型扭矩传感器是否符合标准；3)本专利技术提出的功能检测装置的凹槽盖，有利于线束状霍尔型扭矩传感器的固定与安装，通透开槽位置与尺寸完全配合于霍尔型扭矩传感器的线束，可以避免霍尔型扭矩传感器在安放与取出的过程中由于操作不当造成的线束折断、元器件脱落的生产事故发生，提高了检测效率，节约了生产成本。附图说明图1是本专利技术的一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置整体结构图；图2是本专利技术的一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置极磁环结构图；图3是本专利技术的一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置管柱局部结构图；图4是本专利技术的一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置凹槽盖结构图。图中：1为伺服电机；2为固定底座；3为减速器；4为一号联轴器；5为扭矩测量装置；6为二号联轴器；7为带有凹槽的管柱；8为三号联轴器；9为磁粉制动器；10为极磁环；11为凹槽；12为传感器位置限定端；13为磁极感应a端；14为磁极感应b端；15为磁极感应c端；16为磁极感应d端；17为凹槽盖。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术实例中的技术方案进行清楚完整地描述。在此，还需要说明的一点是，为了避免不必要的细节而模糊了本专利技术，在附图中仅仅表示出了与本专利技术的方案密切相关的装置结构和处理步骤，而忽略了与本专利技术关系不大的其他细节。本专利技术是一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置，其结构由扭矩输入装置、连接装置、扭矩测量装置、带有凹槽的管柱、检测装置以及固定装置组成；所述扭矩输入装置部分由伺服电机1、减速器3、固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置，其结构由扭矩输入装置、连接装置、扭矩测量装置(5)、带有凹槽的管柱(7)、检测装置以及固定装置组成；所述扭矩输入装置部分由伺服电机(1)、减速器(3)、固定底座(2)及控制装置组成；所述连接装置由一号联轴器(4)、二号联轴器(6)及三号联轴器(8)组成，所述一号联轴器(4)连接所述扭矩输入装置和所述扭矩测量装置(5)；所述二号联轴器(6)连接所述扭矩测量装置(5)和所述带有凹槽的管柱(7)；所述三号联轴器(8)连接所述带有凹槽的管柱(7)和所述固定装置；所述扭矩测量装置(5)为静态扭矩传感器；所述带有凹槽的管柱(7)由极磁环(10)、凹槽(11)以及凹槽盖(17)组成；所述检测装置由采集卡、LABVIEW软件以及安装LABVIEW软件的上位机组成；所述固定装置为磁粉制动器(9)。

【技术特征摘要】
1.一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置，其结构由扭矩输入装置、连接装置、扭矩测量装置(5)、带有凹槽的管柱(7)、检测装置以及固定装置组成；所述扭矩输入装置部分由伺服电机(1)、减速器(3)、固定底座(2)及控制装置组成；所述连接装置由一号联轴器(4)、二号联轴器(6)及三号联轴器(8)组成，所述一号联轴器(4)连接所述扭矩输入装置和所述扭矩测量装置(5)；所述二号联轴器(6)连接所述扭矩测量装置(5)和所述带有凹槽的管柱(7)；所述三号联轴器(8)连接所述带有凹槽的管柱(7)和所述固定装置；所述扭矩测量装置(5)为静态扭矩传感器；所述带有凹槽的管柱(7)由极磁环(10)、凹槽(11)以及凹槽盖(17)组成；所述检测装置由采集卡、LABVIEW软件以及安装LABVIEW软件的上位机组成；所述固定装置为磁粉制动器(9)。2.根据权利要求1所述的一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置，其特征在于：所述伺服电机(1)、所述减速器(3)、所述一号联轴器(4)、所述扭矩测量装置(5)、所述二号联轴器(6)、所述带凹槽的管柱(7)、所述三号联轴器(8)以及所述磁粉制动器(9)依次同轴连接，所述磁粉制动器(9)与所述固定底座(2)同平面安装。3.根据权利要求1所述的一种霍尔型扭矩传感器功能检测装置，其特征在于：所述凹槽(11)的直径为25mm,深度为13mm,所述凹槽(11)内表面上车有螺纹与所述凹槽盖(17)相配合，霍尔型扭矩传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐文秀，吴俊英，奚文龙，马龙祥，单长伟，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23