一种扭矩检测电路和非接触扭矩传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种扭矩检测电路和非接触扭矩传感器，其旋转轴上设置有扭矩检测电路和无线发射电路，扭矩检测电路用于检测扭矩信息，无线发射电路与扭矩检测电路连接，用于通过无线通信的方式发送扭矩信息；旋转轴上还设置有供电接收线圈，用于为扭矩检测电路和无线发射电路供电；壳体内设置有无线接收电路和接口电路，无线接收电路用于与无线发射电路通信，以接收扭矩信息，接口电路与无线接收电路和外部设备连接，用于将扭矩信息发送至外部设备；壳体内还设置有供电发射线圈，供电接收线圈与供电发射线圈耦合，用于向供电接收线圈供电。根据本实用新型专利技术的方案，解决了动态扭矩传感器不能在高速旋转状态下可靠运行的问题。感器不能在高速旋转状态下可靠运行的问题。感器不能在高速旋转状态下可靠运行的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种扭矩检测电路和非接触扭矩传感器


[0001]本技术涉及工业计量
更具体地，本技术涉及一种扭矩检测电路和非接触扭矩传感器。

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]动态扭矩传感器通过应变电测技术，能够测得弹性轴受扭的电信号，一般用来测试扭矩剧烈变动的场合，需要实施扑捉扭矩或扭矩峰值，如拧紧机、电动扳手、电机输出扭矩、发动机输出扭矩、钻杆扭矩等。静态扭矩传感器一般用来测试扭矩缓慢变动的场合，采样速度一般低于50次每秒，如测试手动扭矩扳手，变速器的静态扭矩等。
[0004]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。而现有的非接触式动态扭矩传感器，大多采用压频转换技术，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。
[0005]基于此，如何能够使非接触扭矩传感器在高速旋转状态下长时间且可靠地工作，对于提升扭矩传感器应用的灵活性具有重要意义。

技术实现思路

[0006]为了解决上述一个或多个技术问题，本技术通过将非接触式扭矩传感器中利用无线供电线圈实现非接触式供电以及通过无线通信方式实现信号交互，从而使得传感器能够在高转速下不受供电方式限制，并且能够实现数据信号可靠传输，有效提升了扭矩传感器的使用灵活性。
[0007]为此，本技术在如下的多个方面中提供方案。
[0008]在第一方面中，本技术提供了一种用于非接触扭矩传感器的扭矩检测电路，所述非接触扭矩传感器包括壳体和安装于所述壳体内的旋转轴；所述旋转轴上设置有扭矩检测电路和无线发射电路，所述扭矩检测电路用于检测扭矩信息，所述无线发射电路与所述扭矩检测电路连接，用于通过无线通信的方式发送所述扭矩信息；所述旋转轴上还设置有供电接收线圈，用于为所述扭矩检测电路和无线发射电路供电；所述壳体内设置有无线接收电路和接口电路，所述无线接收电路用于与所述无线发射电路通信，以接收所述扭矩信息，所述接口电路与所述无线接收电路和外部设备连接，用于将所述扭矩信息发送至外部设备；所述壳体内还设置有供电发射线圈，所述供电接收线圈与所述供电发射线圈耦合，用于向所述供电接收线圈供电。
[0009]在一个实施例中，所述扭矩检测电路包括应变计、模数转换电路和第一信号处理电路；所述应变计用于感应扭矩信息，所述模数转换电路与所述第一信号处理电路和所述应变计连接，用于将所述扭矩信息进行处理，以生成扭矩电信号；所述无线发射电路与所述第一信号处理电路连接，用于发射所述扭矩电信号。
[0010]在一个实施例中，所述旋转轴上还设置有第一电压转换电路，所述第一电压转换电路分别与所述供电接收线圈、扭矩检测电路和无线发射电路连接，用于将供电接收线圈提供的电压转换成设定的工作电压。
[0011]在一个实施例中，所述壳体内还设置有第二处理电路，所述第二处理电路与所述无线接收电路连接，用于将所述扭矩电信号转换成扭矩信息；所述接口电路与所述第二处理电路和外部设备连接，用于将所述扭矩信息传输至外部设备。
[0012]在一个实施例中，还包括信号调理电路，所述信号调理电路与所述第二处理电路和所述接口电路连接，用于将接收到的扭矩信息转换进行处理，以传输至外部设备。
[0013]在一个实施例中，所述信号调理电路包括数模转换电路和运算放大电路，所述数模转换电路与所述第二处理电路连接，用于将接收到的扭矩数字信号转换成扭矩模拟信号；所述运算放大电路与所述数模转换电路和接口电路连接，用于将所述扭矩模拟信号放大后输出。
[0014]在一个实施例中，所述信号调理电路还包括稳压电路和负电压生成电路，所述稳压电路与外部电源和运算放大电路连接，所述负电压生成电路与外部电源和运算放大电路连接，用于分别向所述运算放大电路提供正负电压。
[0015]在一个实施例中，所述壳体内还设置有第二电压转换电路，所述第二电压转换电路分别与所述供电发射线圈、无线接收电路和接口电路连接，用于将外部电源转换为工作电源进行供电。
[0016]在一个实施例中，所述壳体内还设置有无线供电控制电路，所述无线供电控制电路与外部电源和所述供电发射线圈连接，用于将外部电源转换为设定的线圈电压。
[0017]在第二方面中，本技术还提供了一种非接触扭矩传感器，所述非接触扭矩传感器包括壳体、安装于所述壳体内的旋转轴以及如前文及后文中一个或多个实施例所述的扭矩检测电路。
[0018]根据本技术的方案，可以在非接触扭矩传感器的旋转轴上设置供电接收线圈为其检测电路等进行供电，同时还可以通过无线信号传输的方式进行信息交互，使得该非接触扭矩传感器不受转速限制，从而有效提升了非接触扭矩传感器在长期工作过程中的可靠性。进一步，还可以通过在壳体内的非旋转部分设置相应的信号调理电路、接口电路等，可以实现采集的扭矩信息的可靠上送，有效提升了该非接触扭矩传感器应用的灵活性。
附图说明
[0019]通过参考附图阅读下文的详细描述，本技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本技术的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
[0020]图1是示意性示出根据本技术实施例的非接触扭矩传感器的典型结构图；
[0021]图2是示意性使出根据本技术实施例的用于非接触扭矩传感器的扭矩检测电
路的电路原理图；
[0022]图3是示意性使出根据本技术实施例的旋转轴上设置的电路组成的示意图；
[0023]图4是示意性使出根据本技术实施例的壳体内非旋转轴部分设置的电路组成的示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]下面结合附图来详细描述本技术的具体实施方式。
[0026]通常情况下，接触式扭矩传感器又叫滑动可变电阻式扭矩传感器，接触式扭矩传感器中有两对磁极环，当输入轴和输出轴之间发生相对转动时，磁极环之间的空气间隙发生变化，从而引起电磁感应系数的变化，在线圈中产生感应电压，并将电压信号转化为扭矩信号。然而，这种接触式扭矩传感器中磁极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于非接触扭矩传感器的扭矩检测电路，其特征在于，所述非接触扭矩传感器包括壳体和安装于所述壳体内的旋转轴；所述旋转轴上设置有扭矩检测电路和无线发射电路，所述扭矩检测电路用于检测扭矩信息，所述无线发射电路与所述扭矩检测电路连接，用于通过无线通信的方式发送所述扭矩信息；所述旋转轴上还设置有供电接收线圈，用于为所述扭矩检测电路和无线发射电路供电；所述壳体内设置有无线接收电路和接口电路，所述无线接收电路用于与所述无线发射电路通信，以接收所述扭矩信息，所述接口电路与所述无线接收电路和外部设备连接，用于将所述扭矩信息发送至外部设备；所述壳体内还设置有供电发射线圈，所述供电接收线圈与所述供电发射线圈耦合，用于向所述供电接收线圈供电。2.根据权利要求1所述的扭矩检测电路，其特征在于，所述扭矩检测电路包括应变计、模数转换电路和第一信号处理电路；所述应变计用于感应扭矩信息，所述模数转换电路与所述第一信号处理电路和所述应变计连接，用于将所述扭矩信息进行处理，以生成扭矩电信号；所述无线发射电路与所述第一信号处理电路连接，用于发射所述扭矩电信号。3.根据权利要求1所述的扭矩检测电路，其特征在于，所述旋转轴上还设置有第一电压转换电路，所述第一电压转换电路分别与所述供电接收线圈、扭矩检测电路和无线发射电路连接，用于将供电接收线圈提供的电压转换成设定的工作电压。4.根据权利要求2所述的扭矩检测电路，其特征在于，所述壳体内还设置有第二处理电路，所述第二处理电路与所述无线接收电路连接，用于将所述扭矩电信号转换成扭矩信息...

【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：新型
国别省市：