一种圆环折线转速传感器及其方法技术

一种圆环折线转速传感器及其方法属于传感器领域；现有传感器结构复杂，才能提取线性信号；本装置包括激励线圈为圆弧状的圆环，将圆环设置成十字形，轴向的圆环分布半径大于径向的圆环分布半径；激励线圈印制在激励线圈柔性电路板上；激励线圈柔性电路板固定于罩壳内部，罩壳上设置的罩壳把手内设置有定子处理电路；罩壳通过罩壳把手固定内部激励线圈柔性电路板和定子处理电路，并设置贴于待测轴上；接收线圈为折线形式状，转子电路板上设置有转子信号处理电路，接收线圈和转子电路板均设置在待测轴上，且在罩壳下方，能够随待测轴转动；本装置提取的信号为高低电平形式，结构简单；本方法1计算方法简单、准确。

【技术实现步骤摘要】
一种圆环折线转速传感器及其方法
本专利技术属于传感器领域，尤其涉及一种圆环折线转速传感器及其方法。
技术介绍
传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。对于转速的测量，已有的非接触式测量转速的传感器都是根据涡流原理，涡流是非线性的，须通过复杂的结构设计，才能提取出线性信号。且传感器内部空间存在激励线圈的交变磁场和转子的涡流场，需设计复杂的解耦结构。
技术实现思路
本专利技术克服了上述现有技术的不足，提供一种圆环折线转速传感器及其方法，本装置的传感器内部只存在激励线圈的交变磁场，无需解构，本装置由于磁场聚焦于一点，提取的信号是高低电平形式，结构简单，精度高；有效的解决了现有传感器需要复杂的解耦结构，才能提取出线性信号的技术问题；本方法1能够根据本装置提供的数据进行计算得到准确的转速，计算方法简单、准确。本专利技术的技术方案：技术方案一一种圆环折线转速传感器，包括待测轴、激励线圈、罩壳、罩壳把手、接收线圈和转子电路板；所述激励线圈为圆弧状的圆环，将圆环设置成十字形，轴向的圆环分布半径大于径向的圆环分布半径；所述激励线圈印制在激励线圈柔性电路板上，若干层的激励线圈柔性电路板层层叠加；所述激励线圈柔性电路板固定于罩壳内部，所述罩壳上设置有罩壳把手，所述罩壳把手内设置有定子处理电路；所述罩壳通过罩壳把手固定内部激励线圈柔性电路板和定子处理电路，并设置贴于待测轴上；所述接收线圈为折线形式状，印制在接收线圈柔性电路板上，所述转子电路板上印制有转子信号处理电路；所述接收线圈和转子电路板均设置在待测轴上，且在罩壳下方，能够随待测轴转动。进一步地，所述定子处理电路包括定子电源模块、定子无线接收模块和定子芯片模块。进一步地，所述转子信号处理电路包括转子电源模块、转子无线发送模块和转子芯片模块。进一步地，所述罩壳把手上设置有开孔，用于引出导线。技术方案二一种基于技术方案一所述一种圆环折线转速传感器实现的转速计算方法，包括以下步骤：步骤a、将激励线圈通高频交流电流，产生空间交变磁场，根据激励线圈的结构，使磁场聚焦于待测轴上一点，此点正好位于接收线圈内部；步骤b、随待测轴的转动，此点的轨迹是圆；步骤c、当待测轴不旋转时，接收线圈不切割磁场，感应电压为零；当待测轴旋转时，接收线圈切割磁场，产生感应电压；步骤d、根据下列公式：U＝BLV转子信号处理电路采集电压信号，通过对信号的解析，得到待测轴的转速。本专利技术相对于现有技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种圆环折线转速传感器及其方法，本装置通过在待测轴上设置若干个激励线圈，使每个激励线圈施加10MHz的高频正弦电流，每个激励线圈的电流幅值根据其位置确定，依据磁场的叠加行原理，使磁场聚焦于待测轴表面上一点，有效的解决了现有传感器需要复杂的解耦结构，才能提取出线性信号的技术问题；本装置的传感器内部只存在激励线圈的交变磁场，无需解构，设计结构简单，体积较小，测量精度高；本装置由于磁场聚焦于一点，采集接收线圈感应电压的大小能够得到转速数据，并且提取的信号是高低电平形式，结构简单，精度高；本装置采用信号无线传输，解决了现有传感器经线束传输的技术问题，并且本装置对安装位置要求简单；本方法1能够根据本装置提供的数据进行计算得到准确的转速，计算方法简单、准确。附图说明图1是本专利技术结构爆炸图；图2是激励线圈主视图；图3是罩壳侧视图；图4是接收线圈主视图；图5是本专利技术安装图；图6是定子电源模块电路图；图7是定子无线接收模块电路图；图8是定子芯片模块电路图；图9是转子电源模块电路图；图10是转子无线发送模块电路图；图11是转子芯片模块电路图。图中：1待测轴、2激励线圈、3罩壳、4罩壳把手、5接收线圈、6转子电路板。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术进行详细说明。具体实施方式一一种圆环折线转速传感器，如图1-图5所示，包括待测轴1、激励线圈2、罩壳3、罩壳把手4、接收线圈5和转子电路板6；所述磁场聚焦方式为激励线圈采用圆弧状的圆环，将圆环设置成十字形，轴向的圆环分布半径大于径向的圆环分布半径；所述激励线圈印制在激励线圈柔性电路板上，若干层的激励线圈柔性电路板层层叠加；所述激励线圈柔性电路板固定于罩壳3内部，所述罩壳3上设置有罩壳把手4，所述罩壳把手4内设置有定子处理电路；所述罩壳3通过罩壳把手4固定内部激励线圈柔性电路板和定子处理电路，并设置贴于待测轴1上，所示罩壳3、激励线圈2和定子处理电路构成传感器的定子；所述接收线圈5为折线形式状，印制在接收线圈柔性电路板上，所述转子电路板6上印制有转子信号处理电路；所述接收线圈5和转子电路板6均设置在待测轴1上，且在罩壳3下方，能够随待测轴1转动。具体地，所述定子处理电路包括定子电源模块、定子无线接收模块和定子芯片模块。所述定子无线接收模块，如图7所示，包括型号为PCH7900的射频芯片引脚SCK连接RX端口，射频芯片的引脚EN分别连接SCK端口和电阻R8，射频芯片的引脚XTAL2分别连接电容C14和外接晶振Y1，Y1分别连接射频芯片的引脚XTAL1和电容C16，射频芯片的引脚VDD分别连接+5C电源和电容C18，射频芯片的引脚VREG分别连接射频芯片的引脚VDDA、电容C21、C22和射频芯片的引脚VDDP；射频芯片的引脚PAOUT分别连接电感L2和电容C15，L2分别连接C19和L3，L3通过电容C17串联电容C20和天线，射频芯片的引脚SDIO连接MIS0端口，射频芯片的引脚CKOUT分别连接MOSI端口和电阻R7；所述R7、R8、C14、C16、C18、C21、C22、C19、C20、C15、射频芯片的引脚VSSPA和引脚VSS连接GND；本模块用于快速接收转子电路板发送的数据。所述定子电源模块，如图6所示，包括型号为P320A的电池板P1A的端口+BB分别连接电容C2、C22和铁镍相环的一端，铁镍相环的一端的另一端分别连接C3、C4、电阻R3及型号为HFKW012-1HW的继电器K1的一端，所述电容C2、C22、C3及C4的另一端均与电池板P1A的端口E1连接，R3的另一端串联二极管D2，D2分别连接C5、稳压二极管D3及型号为IRF5505的晶体管Q1，Q1分别连接型号为NCV4275的稳压芯片的引脚IN、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种圆环折线转速传感器，其特征在于，包括待测轴(1)、激励线圈(2)、罩壳(3)、罩壳把手(4)、接收线圈(5)和转子电路板(6)；所述激励线圈(2)为圆弧状的圆环，将圆环设置成十字形，轴向的圆环分布半径大于径向的圆环分布半径；所述激励线圈(2)印制在激励线圈柔性电路板上,若干层的激励线圈柔性电路板层层叠加；所述激励线圈柔性电路板固定于罩壳(3)内部，所述罩壳(3)上设置有罩壳把手(4)，所述罩壳把手(4)内设置有定子处理电路；所述罩壳(3)通过罩壳把手(4)固定内部激励线圈柔性电路板和定子处理电路，并设置贴于待测轴(1)上；所述接收线圈(5)为折线形式状，印制在接收线圈柔性电路板上，所述转子电路板(6)上印制有转子信号处理电路；所述接收线圈(5)和转子电路板(6)均设置在待测轴(1)上，且在罩壳(3)下方，能够随待测轴(1)转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种圆环折线转速传感器，其特征在于，包括待测轴(1)、激励线圈(2)、罩壳(3)、罩壳把手(4)、接收线圈(5)和转子电路板(6)；所述激励线圈(2)为圆弧状的圆环，将圆环设置成十字形，轴向的圆环分布半径大于径向的圆环分布半径；所述激励线圈(2)印制在激励线圈柔性电路板上,若干层的激励线圈柔性电路板层层叠加；所述激励线圈柔性电路板固定于罩壳(3)内部，所述罩壳(3)上设置有罩壳把手(4)，所述罩壳把手(4)内设置有定子处理电路；所述罩壳(3)通过罩壳把手(4)固定内部激励线圈柔性电路板和定子处理电路，并设置贴于待测轴(1)上；所述接收线圈(5)为折线形式状，印制在接收线圈柔性电路板上，所述转子电路板(6)上印制有转子信号处理电路；所述接收线圈(5)和转子电路板(6)均设置在待测轴(1)上，且在罩壳(3)下方，能够随待测轴(1)转动。


2.根据权利要求1所述一种圆环折线转速传感器，其特征在于，所述定子处理电路包括定子电源模块、定子无线接收模块和定子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志鹏，张超，邱枫，王博男，李长宇，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23