基于多功能轉速信號調理電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳感器，具體是指基于多功能轉速信號調理電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代科學技術的迅猛發(fā)展，扭矩測量技術已經(jīng)成為測試技術的新分支。扭矩測量的應用領域越來越廣泛，大到飛機、般舶、鉆井、發(fā)電設備和冶金礦山設備等，小到微電機、家用電器和鐘表等。扭矩測量是各種機械新產(chǎn)品開發(fā)、質量檢驗、優(yōu)化控制、工況監(jiān)測和故障診斷等必不可少的內容。同時，傳感器還可以測量設備的轉速，因此應用于很多設備調試當中。
[0003]隨著經(jīng)濟實力和技術不平的大幅提升，在民用和國防方面的設備技術越來越先進，設備調試要求越來越高，這對扭矩傳感器的要求則更高。目前傳統(tǒng)的應變式扭矩傳感器其轉速測量精度并不高，達不到生產(chǎn)需求。因此，提供一種能夠高精度量測轉速的應變式扭矩傳感器則是當務之急。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)的應變式扭矩傳感器其轉速測量精度不高的缺陷，提供一種基于多功能轉速信號調理電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):基于多功能轉速信號調理電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器，主要由扭力軸，設置在扭力軸上的集流環(huán)，粘貼在扭力軸上且與集流環(huán)相連接的應變片，與集流環(huán)相連接的振蕩器和多功能轉速信號調理電路，以及與多功能轉速信號調理電路相連接的顯示儀組成；所述多功能轉速信號調理電路由信號限幅電路，與信號限幅電路相連接的信號篩選電路，與信號篩選電路相連接的施密特觸發(fā)電路和積分電路，與施密特觸發(fā)電路相連接的微分電路和微處理電路，同時與積分電路以及微分電路相連接的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路組成。
[0006]進一步的，所述的信號限幅電路由放大器P，三極管VT1，三極管VT2，一端與放大器P的負極相連接、另一端接地的電阻R2，串接在放大器P的負極和輸出極之間的電阻R3，一端與放大器P的正極相連接、另一端則作為電路的一輸入端的電阻R1，正極與放大器P的正極相連接、負極則與三極管VTl的集電極相連接的極性電容C1，N極與信號篩選電路相連接、P極與三極管VT2的集電極相連接的二極管D2，一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端與三極管VT2的基極相連接的電阻R6，P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接、N極接地的二極管D1，一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端與二極管Dl的N極相連接的電阻R5組成；所述放大器P的輸出極與信號篩選電路相連接。
[0007]所述的信號篩選電路包括電阻R4，電阻R7，二極管D3，極性電容C2，場效應管Q ;極性電容C2的正極與場效應管Q的源極相連接、其負極則與積分電路相連接，場效應管Q的柵極經(jīng)電阻R4后與放大器P的輸出極相連接、其源極還與二極管D2的N極相連接、漏極則順次經(jīng)二極管D3和電阻R7后與施密特觸發(fā)電路相連接。
[0008]所述的施密特觸發(fā)電路由與非門K1，三極管VT3，P極經(jīng)極性電容C3后接地、N極則與三極管VT3的基極相連接的二極管D4，一端與三極管VT3的基極相連接、另一端和與非門Kl的輸出極相連接的電阻R12，以及一端與三極管VT3的集電極相連接、另一端與微處理電路相連接的電阻R13組成；所述與非門Kl的正相輸入端和反相輸入端均與三極管VT3的集電極相連接、其輸出極與微分電路相連接，三極管VT3的基極與電阻R7相連接、發(fā)射極與積分電路相連接。
[0009]所述的積分電路由三極管VT4，N極與單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路相連接、P極則順次經(jīng)極性電容C5和電阻RlO以及電阻R9后與三極管VT3的發(fā)射極相連接的二極管D5，一端與三極管VT4的集電極相連接、另一端與三極管VT4的基極相連接的電阻R8，以及正極與三極管VT4的發(fā)射極相連接、負極經(jīng)電阻Rll后與二極管D5的N極相連接的極性電容C4組成；所述三極管VT4的基極與極性電容C2的負極相連接、集電極與電阻R9和電阻RlO的連接點相連接。
[0010]所述的微分電路包括與非門K2，與非門K3，二極管D6，極性電容C6 ;二極管D6的P極和與非門Kl的輸出極相連接、其N極則和與非門K3的正相輸入端相連接，極性電容C6的正極和與非門K3的反相輸入端相連接、其負極接地，與非門K2的正相輸入端和反相輸入端均與二極管D6的P極相連接、其輸出極則與極性電容C6的正極相連接，與非門K3的輸出極與單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路相連接。
[0011]所述的微處理電路包括三極管VT5，二極管D7，電阻R14 ;二極管D7的N極與三極管VT5的基極相連接、其P極接地，電阻R14的一端與三極管VT5的基極相連接、另一端則與三極管VT5的集電極相連接，三極管VT5的發(fā)射極同時與電阻R13以及單穩(wěn)態(tài)多揩振蕩電路相連接，集電極作為電路一輸出端。
[0012]所述的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路包括振蕩芯片U，與非門K4，電阻R15，電阻R16，極性電容C7 ;極性電容C7的負極接地、其正極則經(jīng)電阻R15后與三極管VT5的發(fā)射極相連接，與非門K4的正相輸入端和反相輸入端均與振蕩芯片U的OUT管腳相連接、其輸出端則經(jīng)電阻R16后作為電路另一輸出端，振蕩芯片U的RE管腳和VCC管腳均與三極管VT5的發(fā)射極相連接、其TRIG管腳和與非門K3的輸出端相連接、CONT管腳與二極管D5的N極相連接、GND管腳與其CONT管腳相連接的同時接地、其THR管腳和DIS管腳均與極性電容C7的正極相連接。
[0013]所述的振蕩芯片U為NE555集成電路。
[0014]本發(fā)明較現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
(I)本發(fā)明通過多功能轉速信號調理電路對轉速信號進行處理，從而使傳感器的量測精度更高。
[0015](2)本發(fā)明采用NE555集成芯片，使傳感器更加穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖；
圖2為本發(fā)明的多功能轉速信號調理電路的結構示意圖。
[0017]以上附圖中的附圖標記名稱為: I一扭力軸，2一應變片，3一集流環(huán)，4一振蕩器，5一多功能轉速彳目號調理電路，6一顯不儀，51一信號限幅電路，52一信號篩選電路，53一施密特觸發(fā)電路，54一積分電路，55一微分電路。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。
實施例
[0019]如圖1所示，本發(fā)明主要由作為機械轉換元件的扭力軸1，設置在扭力軸I上的集流環(huán)3，粘貼在扭力軸I上且與集流環(huán)3相連接的應變片2，與集流環(huán)3相連接的振蕩器4和多功能轉速信號調理電路5，以及與多功能轉速信號調理電路5相連接的顯示儀6組成。
[0020]工作時把扭力軸I安裝在被測設備上，當被測設備轉動時，扭力軸I則被帶動，再通過應變片2來測量扭力軸I的轉速，并把信號輸送給集流環(huán)3。集流環(huán)3的作用是將應變片2的引線從旋轉著的扭力軸I上引出，即應變片2所采集到的轉速信號由集流環(huán)3傳輸給振蕩器4和多功能轉速信號調理電路5。轉速信號經(jīng)多功能轉速信號調理電路5處理后再輸出給顯示儀6，這樣可以使檢測結果更加準確。
[0021]該多功能轉速信號調理電路5為本發(fā)明的重點所在，如圖2所示，其由信號限幅電路51，與信號限幅電路51相連接的信號篩選電路52，與信號篩選電路52相連接的施密特觸發(fā)電路53和積分電路54，與施密特觸發(fā)電路53相連接的微分電路55和微處理電路56，同時與積分電路54以及微分電路55相連接的單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路57組成。
[0022]該信號限幅電路51可以把轉速信號限制在一定的頻率范圍內，避免因頻率波動所造成的干擾。其由放大器P，三極管VT1，三極管VT2，一端與放大器P的負極相連接、另一端接地的電阻R2，串接在放大器P的負極和輸出極之間的電阻R3，一端與放大器P的正極相連接、另一端則作為電路的一輸入端的電阻R1，正極與放大器P的正極相連接、負極則與三極管VTl的集電極相連接的極性電容Cl，N極與信號篩選電路52相連接、P極與三極管VT2的集電極相連接的二極管D2，一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端與三極管VT2的基極相連接的電阻R6，P極與三極管VT2的發(fā)射極相連接、N極接地的二極管Dl，一端與三極管VTl的發(fā)射極相連接、另一端與二極管Dl的N極相連接的電阻R5組成；所述放大器P的輸出極與信號篩選電路52相連接。
[0023]信號篩選電路52包括電阻R4，電阻R7，二極管D3，極性電容C2，場效應管Q。連接時，極性電容C2的正極與場效應管Q的源極相連接、其負極則與積分電路54相連接，場效應管Q的柵極經(jīng)電阻R4后與放大器P的輸出極相連接、其源極還與二極管D2的N極相連接、漏極則順次經(jīng)二極管D3和電阻R7后與施密特觸發(fā)電路53相連接。
[0024]信號脈沖經(jīng)過傳輸后會發(fā)生波形畸變，而施密特觸發(fā)電路53可以對信號脈沖進行整形，從而得到比較理想的矩形脈沖波形。該施密特觸發(fā)電路53由與非門K1，三極管VT3，P極經(jīng)極性電容C3后接地、N極則與三極管VT3的基極相連接的二極管D4，一端與