本发明专利技术涉及一种非接触式扭矩传感器，包括壳体、轴承和弹性轴，弹性轴通过轴承安装于壳体内，弹性轴与外接被测物体连接；弹性轴上设置有凹槽，在凹槽内设置有第一电路板、电阻应变片和供电接收线圈；电阻应变片和第一电路板连接，供电接收线圈与第一电路板和电阻应变片连接；壳体内固定有第二电路板和供电发射线圈，第二电路板接收第一电路板无线发送来扭矩测量信号；供电发射线圈与供电接收线圈耦合，供电发射线圈向供电接收线圈供电；在壳体上设置输入输出接口，为扭矩传感器供电和信号交互。通过本发明专利技术的方案，解决了现有扭矩传感器存在的体积较大且应用方式单一的问题。存在的体积较大且应用方式单一的问题。存在的体积较大且应用方式单一的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种非接触式扭矩传感器
[0001]本专利技术一般地涉及工业计量
更具体地，本专利技术涉及一种非接触式扭矩传感器。
技术介绍
[0002]在汽车、航空航天、工业生产等多种行业中，需要进行相关的工业计量、控制、试验和检测，在这过程中需要大量的扭矩传感器对相关设备或部件的扭矩值进行检测。例如电机、发动机等输出扭矩值，机械零部件的扭转强度测验，螺栓的预紧力检测，以及机械设备、汽车、船舶、航空航天设备的传动系统扭矩检测，均离不开扭矩传感器。
[0003]传统的扭矩传感器大多采用导电滑环传递测量信号，不能在转速高于300转/分钟的状态下长期工作。因此，当需要在高速旋转状态检测扭矩值时，一般采用静态扭矩传感器加专用高速滑环的方式形成接触式扭矩传感器进行检测，但是这种结构的扭矩传感器具有成本高，体积大的缺点。而现有的非接触式扭矩传感器，大多采用电压/频率转换技术，传感器的输出信号为频率信号，需要配合专用仪表才能测量使用，无法使用电压表、电流表等常用仪表，现有的扭矩传感器的输出信号往往不是数字信号，无法同上位机进行通讯，当前扭矩传感器的数字化水平低。鉴于此，目前的扭矩传感器存在成本高、体积大、不能长期工作于高速旋转状态下、输出信号测量不方便、数字化水平低等缺点。
[0004]因此，如何对非接触式扭矩传感器的结构进行设计，以优化传感器体积并提高在高速运转状态下的可靠性，并可以与外接测量控制仪器进行多种方式的信号交互，对于促进非接触式扭矩传感器的发展具有重要作用。
技术实现思路
[0005]为解决上述一个或多个技术问题，本专利技术提出通过在弹性轴上设置凹槽实现对扭矩传感器的体积结构优化，并通过供电发射线圈、供电接收线圈的耦合设置，实现了对弹性轴上电路板的供电过程，使得该非接触扭矩传感器可以在高速状态下可靠运行，从而有效提升了非接触扭矩传感器的可靠性，输入输出接口的设置使得可以与外接测量控制仪器进行多种方式的信号交互。
[0006]为此，本专利技术提供了一种非接触式扭矩传感器，包括壳体(201)、轴承(301)和弹性轴(101)；所述弹性轴(101)通过所述轴承(301)安装于所述壳体(201)内，所述弹性轴(101)用于与外接被测物体连接，外接被测物体驱动弹性轴(101)进行旋转；所述弹性轴(101)上设置有凹槽，在所述凹槽内设置有第一电路板(103)、电阻应变片(102)和供电接收线圈(104)；所述电阻应变片(102)和所述第一电路板(103)连接，用于将所述电阻应变片(102)采集到的扭矩测量模拟信号传递给第一电路板(103)；所述供电接收线圈(104)与所述第一电路板(103)、电阻应变片(102)连接，用于为所述第一电路板(103)、电阻应变片(102)进行供电；所述壳体(201)内固定有第二电路板(202)和供电发射线圈(203)；所述供电发射线圈(203)与所述第二电路板(202)相连接，用于为所述第二电路板(202)进行供电；所述供电发
射线圈(203)与所述供电接收线圈(104)耦合，用于通过所述供电发射线圈(203)向所述供电接收线圈(104)供电；所述第一电路板(103)和所述第二电路板(202)通过无线的方式连接，用于通过第一电路板(103)向第二电路板(202)发送由第一电路板(103)处理后的扭矩测量数字信号；所述壳体(201)上固定有输入输出接口(303)，所述输入输出接口(303)和第二电路板(202)、外接测量控制仪器(500)连接，用于为所述非接触式扭矩传感器提供电源及提供信号交互。
[0007]在一个实施例中，还包括第一线圈支架(106)，所述第一线圈支架(106)固定于所述弹性轴(101)上，所述供电接收线圈(104)绕制于所述第一线圈支架(106)上，用于与所述供电发射线圈(203)耦合，以通过所述供电发射线圈(203)向所述供电接收线圈(104)供电。
[0008]在一个实施例中，还包括磁环(107)，所述磁环(107)镶嵌于所述第一线圈支架(106)的内部并绕制于弹性轴(101)，以提高供电效率。
[0009]在一个实施例中，还包括第二线圈支架(205)，所述第二线圈支架(205)固定于所述壳体(201)上，所述供电发射线圈(203)绕制于所述第二线圈支架(205)上，所述第一线圈支架(106)上的线圈绕制位置与所述第二线圈支架(205)上的线圈绕制位置对应设置，以使所述供电发射线圈(203)和所述供电接收线圈(104)耦合。
[0010]在一个实施例中，所述电阻应变片(102)粘贴于所述弹性轴(101)上的凹槽内的第一侧，所述第一电路板(103)固定于所述弹性轴(101)上的凹槽内的第二侧。
[0011]在一个实施例中，所述第一电路板(103)还包括模数转换电路(103a)、第一处理电路(103b)、信号发射电路(103c)和供电接收电路(103d)；所述第一处理电路(103b)与所述模数转换电路(103a)、所述信号发射电路(103c)和所述供电接收电路(103d)连接，用于控制所述模数转换电路(103a)、所述信号发射电路(103c)、所述供电接收电路(103d)以及用于处理、传递扭矩测量数字信号；所述模数转换电路(103a)与所述电阻应变片(102)、所述第一处理电路(103b)连接，用于将所述电阻应变片(102)采集到的扭矩测量模拟信号进行信号放大并转换为扭矩测量数字信号并传递给所述第一处理电路(103b)；所述供电接收电路(103d)的设置用于为所述第一电路板(103)提供稳定的工作电源；所述信号发射电路(103c)用于接收所述第一处理电路(103b)的扭矩测量数字信号并传递给所述第二电路板(202)。
[0012]在一个实施例中，第一电路板(103)中的所述模数转换电路(103a)、第一处理电路(103b)、信号发射电路(103c)和供电接收电路(103d)分体设置并分别固定在弹性轴(101)上的不同位置。
[0013]在一个实施例中，所述第二电路板(202)还包括信号接收电路(202b)、第二处理电路(202a)、信号调理电路(202c)和供电发射电路(202d)；所述第二处理电路(202a)与信号接收电路(202b)、信号调理电路(202c)、供电发射电路(202d)连接，用于控制所述信号接收电路(202b)、信号调理电路(202c)、供电发射电路(202d)以及用于处理和传递扭矩测量数字信号；所述信号接收电路(202b)用于接收第一电路板(103)发来的扭矩测量数字信号并传递给第二处理电路(202a)；所述供电发射电路(202d)的设置为所述第二电路板(202)提供稳定的工作电源；所述供电发射电路(202d)与所述输入输出接口(303)连接，用于接收电源供应；信号调理电路(202c)与所述输入输出接口(303)连接，用于模拟信号输出或数字信号输入输出。
[0014]在一个实施例中，所述第二电路板(202)中的信号接收电路(202b)、第二处理电路(202a)、信号调理电路(202c)和供电发射电路(2本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种非接触式扭矩传感器，其特征在于，包括壳体(201)、轴承(301)和弹性轴(101)；所述弹性轴(101)通过所述轴承(301)安装于所述壳体(201)内，所述弹性轴(101)用于与外接被测物体连接，外接被测物体驱动弹性轴(101)进行旋转；所述弹性轴上设置有凹槽，在所述凹槽内设置有第一电路板(103)、电阻应变片(102)和供电接收线圈(104)；所述电阻应变片(102)和所述第一电路板(103)连接，用于将所述电阻应变片(102)采集到的扭矩测量模拟信号传递给第一电路板(103)；所述供电接收线圈(104)与所述第一电路板(103)、电阻应变片(102)连接，用于为所述第一电路板(103)、电阻应变片(102)进行供电；所述壳体(201)内固定有第二电路板(202)和供电发射线圈(203)；所述供电发射线圈(203)与所述第二电路板(202)相连接，用于为所述第二电路板(202)进行供电；所述供电发射线圈(203)与所述供电接收线圈(104)耦合，用于通过所述供电发射线圈(203)向所述供电接收线圈(104)供电；所述第一电路板(103)和所述第二电路板(202)通过无线的方式连接，用于通过第一电路板(103)向第二电路板(202)发送由第一电路板(103)处理后的扭矩测量数字信号；所述壳体(201)上固定有输入输出接口(303)，所述输入输出接口(303)和第二电路板(202)、外接测量控制仪器(500)连接，用于为所述非接触式扭矩传感器提供电源及提供信号交互。2.根据权利要求1所述的非接触式扭矩传感器，其特征在于，还包括第一线圈支架(106)，所述第一线圈支架(106)固定于所述弹性轴(101)上，所述供电接收线圈(104)绕制于所述第一线圈支架(106)上，用于与所述供电发射线圈(203)耦合，以通过所述供电发射线圈(203)向所述供电接收线圈(104)供电。3.根据权利要求2所述的非接触式扭矩传感器，其特征在于，还包括磁环(107)，所述磁环(107)镶嵌于所述第一线圈支架(106)的内部并绕制于弹性轴(101)，以提高供电效率。4.根据权利要求2所述的非接触式扭矩传感器，其特征在于，还包括第二线圈支架(205)，所述第二线圈支架(205)固定于所述壳体(201)上，所述供电发射线圈(203)绕制于所述第二线圈支架(205)上，所述第一线圈支架(106)上的线圈绕制位置与所述第二线圈支架(205)上的线圈绕制位置对应设置，以使所述供电发射线圈(203)和所述供电接收线圈(104)耦合。5.根据权利要求1所述的非接触式扭矩传感器，其特征在于，所述电阻应变片(102)粘贴于所述弹性轴(101)上的凹槽内的第一侧，所述第一电路板(103)固定于所述弹性轴(101)上的凹槽内的第二侧。6.根据权利要求1所述的非接触...
【专利技术属性】
技术研发人员：林新民，杨听军，林姗，
申请(专利权)人：汉中精测电器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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