动态光电耦合信号导出装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种动态光电耦合信号导出装置，包括壳体（１）和穿设于所述壳体（１）的测量轴（２），所述测量轴（２）表面上固设有红外线发光管（４），该红外线发光管（４）的发射端面向所述壳体（１）的内侧表面；所述壳体（１）上设有一个与所述红外线发光管（４）相对应的红外线接收管（５），该红外线接收管（５）的管脚通过信号传输线与外部信号处理设备连接。本实用新型专利技术采用非接触式的光电耦合连接，使测量信号的导出可靠、简便，并且不会受到外界的干扰，同时，整体结构简单，便于生产调试，彻底消除了传统信号导出方式所存在的缺陷和不足。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

Dynamic photoelectric coupling signal generating device

The utility model relates to a photoelectric coupling signal derived device comprises a housing (1) and arranged on the housing (1) of the measuring shaft (2), the measurement axis (2) surface is fixedly provided with the infrared emitting tube (4), the infrared emitting tube (4) to the end of the launch the housing (1) of the inner surface of the shell; (1) is provided with an infrared emitting tube and the (4) corresponding to the infrared receiving tube (5), the infrared receiving tube (5) pins through the signal transmission line and the external signal processing device is connected. The utility model adopts a non-contact photoelectric coupling connection, the measurement signal are reliable and simple, and not subject to outside interference, at the same time, simple structure, convenient production and debugging, completely eliminates the defects and shortcomings of the signal derived.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种动态光电耦合信号导出装置，尤其是一种安装在转动轴测量传感器中，在转动状态下，将获得的输出信号通过红外光电发射管与红外光电接收管进行光电耦合，向外部信号处理设备传送的动态光电耦合信号导出装置。
技术介绍
在交通、运输、生产制造以及机械维修等众多行业中，经常需要对一些旋转体如转动轴的转动参数进行测量，人们通常会采用手动工具进行测量。随着机械化、电子化、计算机智能化技术的飞速发展，转动轴的测量已经不仅仅局限于简单的数值测量，而是需要进行现场工作状态下的实时测量，并将得到的数据信息通过控制电路或计算机进行处理从而控制执行机构完成相应的操作。在这一过程中，转动轴的测量必须采用电子传感器。常用的电子传感器，如力矩传感器主要包括壳体、一个内部安装有若干个应力感应电阻(应力贴片)的测量轴，测量轴贯穿壳体并与其固定连接，壳体内设有处理电路。应力感应电阻之间组成桥式电路，其信号输出端与处理电路的信号输入端连接。在进行力矩测量时，测量轴连接在被测转动轴上，当被测转动轴在转动中受到阻力时，测量轴将发生微弱的形变，造成应力感应电阻值的改变，使桥式电路输出变化的电压信号，该信号被传送到处理电路中进行处理后通过信号输出装置输出，为外部控制、计算设备所采集。在测量轴转动时，壳体处于静止状态。由于测量轴和处理电路随着被测转动轴的转动而转动，因此，如何将处理电路输出的信号对外输出成为一个重要问题。通常，采用的方式主要有利用电刷原理制成的导电环传输方式、电感耦合方式、电容耦合方式以及无线发射方式，但这些方式都存在着一些不足和缺陷。导电环传输方式的主要缺点在于，导电环与力矩测量轴之间存在着滑动摩擦和发热，对信号造成干扰，使测量结果不稳定。同时，滑动摩擦容易造成导电环使用寿命低，需要经常维修、更换，给传感器的使用造成麻烦。典型的电感耦合方式有旋转变压器，缺点在于制作过程比较繁琐，对材料、工艺要求较高，而变压器本身的特点，造成对信号的时滞性和动态响应特性较差，也容易引起干扰信号的窜入。再有就是旋转变压器自身容易发热、自重较大使转动惯量增大，不能应用于轻质旋转轴的力矩测量场合。电容耦合方式的主要缺点是制作工艺复杂，并同样存在着动态响应特性较差的问题，且信号提取后的处理较麻烦。无线发射需要对信号进行前期调制，后期解调，使力矩测量处理电路和后期的信号处理电路相对复杂，而且容易受到外来无线电信号的干扰，造成错误信息。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述电子传感器传统的信号导出方式所存在的不足提供一种动态光电耦合信号导出装置，该装置采用非接触的红外光电耦合方式，将测量信号由动态旋转的红外光电发射管耦合到静态设置的红外光电接收管，从而不存在固定零件与运动零件之间的滑动摩擦，也不会产生干扰，制造简单且使用寿命长，不需要经常维修及更换部件，可以应用于任何场合。为实现上述目的，本技术采用一种动态光电耦合信号导出装置，包括壳体和穿设于壳体的测量轴，测量轴的表面上固设有与所述处理电路板的信号输出端连接的红外线发光管，该红外线发光管的发射端面向壳体的内侧表面，壳体上设有一个与红外线发光管相对应的红外线接收管，该红外线接收管的管脚通过信号传输线与外部信号处理设备连接。上述方案用于对转动轴进行测量时，将信号处理电路和电源引入壳体内，并将测量轴中的感应元件的信号输出端与信号处理电路信号输入端连接，将信号处理电路的信号输出端与红外线发光管连接。感应电信号经信号处理电路处理后，输出并通过驱动红外线发光管发射红外光线。发射的红外光线照射到红外线接收管，经耦合在红外线接收管中产生相应的电信号，通过信号传输线，该电信号被送入外部信号处理设备进行后续处理。为稳定设置红外线发光管，可以在测量轴上可以垂直固定环设有一个环形电路板，将红外线发光管设置在环形电路板的表面。在测量轴转动中，为保持红外光线能够始终照射在红外线接收管的接收端，红外线发光管可以设置为多个，具体数量可以按照红外线发光管的发射扩散角度和环形电路板的直径设置。为便于安装和连接，可以在壳体上与红外线发光管相对应的位置开设容置孔，将红外线接收管设置在容置孔中。由以上技术方案可知，本技术采用非接触式的光电耦合连接，使信号的导出可靠、简便，并且不会受到外界的干扰，不存在对信号的时滞性和动态响应特性较差的问题，相对于无线发射方式，本技术不需要进行前期调制，后期解调，从而大大的简化了后期的信号处理电路的复杂程度，同时，整体结构简单，便于生产调试，彻底消除了传统信号导出方式所存在的缺陷和不足。以下，通过具体实施方式并结合附图对本技术做进一步的详细说明。附图说明图1为本技术的一个较佳的实施例结构示意图。图2为图1所示实施例俯视结构示意图。图3为图1所示实施例制成转动轴测量传感器的结构示意图。具体实施方式如图1所示，本技术所提供的一个较佳实施例包括一个圆柱形且有上盖的壳体1和测量轴2。壳体1的上、下面设有孔。测量轴2穿过这两个孔。测量轴2的表面上固设有红外线发光管4，该红外线发光管4的发射端面向壳体1的内侧表面。在壳体1上设有一个与红外线发光管4相对应的红外线接收管5，该红外线接收管5的管脚通过信号传输线51与外部信号处理设备连接。在上述结构中，红外线发光管4固定安装在一个环形电路板6上，该环形电路板6垂直固定环设在测量轴2上。壳体1上与红外线发光管4相对应的位置开设有容置孔7。红外线接收管5设置在容置孔7中。利用容置孔7设置红外线接收管5，不仅可以达到安装位置准确的目的，还可以使生产工艺过程简化，便于连接调试。由于在转动轴的测量过程中，测量轴2的转动造成了红外线发光管4的圆周运动，使红外线接收管5只能接收到断续的红外光线信号，造成测量不精确，因此，本实施例采用了多个红外线发光管4，并将其分布设置在环形电路板6的表面。如图2所示，本实施例使用12个红外线发光管4，并将它们以放射线的方式均匀分布设置在环形电路板6的表面边缘处，同时将所有的红外线发光管4进行并联连接(如图中虚线所示)。由于红外线发光管4所发出的红外光线具有一定散射角度，因此，相邻的红外线发光管4的红外光线均具有重叠部分(参见图中箭头线所示)。当测量轴2转动时，虽然红外线发光管4跟随运动，但是发射到红外线接收管5的红外光线不会发生间断，从而使耦合的信号连续，达到精确测量的效果。在上述实施例中，红外线发光管4的设置数量可以随环形电路板6或整体测量装置的外径尺寸、红外线发光管4与红外线接收管5之间的距离以及具体应用场合对测量精度的要求而改变。本实施例具有极其简单的结构和极佳的测量效果，在便于生产、使用的同时还具有不受外界噪音干扰，频率响应速度快，可以小型化、微型化，能够应用于众多的生产、科学研究领域。上述实施例在具体应用，可以制成一转动轴参数测量传感器，其结构如图3所示。图中，壳体1中设有一个信号处理电路3，该信号处理电路3设置在一个电路盒31中。电路盒31固定在测量轴2上。信号处理电路3的信号输入端与测量轴2中的感应元件的信号输出端连接，将信号处理电路3的信号输出端与红外线发光管4连接。电路盒31内还安装有电池32，为信号处理电路3提供电源。信号处理电路3的电源接入也可以采用由外部电源通过耦合或滑动传导的方式提供。使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态光电耦合信号导出装置，包括壳体（１）和穿设于所述壳体（１）的测量轴（２），其特征在于：所述测量轴（２）表面上固设有红外线发光管（４），该红外线发光管（４）的发射端面向所述壳体（１）的内侧表面；所述壳体（１）上设有一个与所述红外线发光管（４）相对应的红外线接收管（５），该红外线接收管（５）的管脚通过信号传输线与外部信号处理设备连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张力，杨俊飞，
申请(专利权)人：张力，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]