傳感器原理結(jié)構(gòu)(見下圖)
在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測扭應(yīng)片并組成變橋,即為基礎(chǔ)扭矩傳感器;在軸上固定著:(1)能源環(huán)形變壓器的次級線圈,(2)信號環(huán)形變壓器初級線圈,(3)軸上印刷電路板,電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、v/f變換電路及信號輸出電路。在傳感器的外殼上固定著:
(1)激磁電路,(2)能源環(huán)形變壓器的初級線圈(輸入),(3) 信號環(huán)形變壓器次級線圈(輸出),(4)信號處理電路
五 工作過程
向傳感器提供±15v電源,激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400hz的方波,經(jīng)過tda2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源,通過能源環(huán)形變壓器t1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級線圈,得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5v的直流電源,該電源做運(yùn)算放大器ad822的工作電源;由基準(zhǔn)電源ad589與雙運(yùn)放ad822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5v的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,又作為放大器及v/f轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時,應(yīng)變橋檢測得到的mv級的應(yīng)變信號通過儀表放大器ad620放大成1.5v±1v的強(qiáng)信號,再通過v/f轉(zhuǎn)換器lm131變換成頻率信號,通過信號環(huán)形變壓器t2從旋轉(zhuǎn)的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經(jīng)過傳感器外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號,該信號為ttl電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙,加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi),形成有效的屏蔽,因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
本傳感器輸出的頻率信號在零點(diǎn)時為10khz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時為15khz.反向旋轉(zhuǎn)滿量程時為5khz。即滿量程變量為5000個數(shù)/每秒。轉(zhuǎn)速測量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測量方法,軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個脈沖,高速或中速采樣時可以用測頻的方法,低速采樣時可以用測周期的方法。本傳感器精度可達(dá)±0.2%~±0.5%(f·s)。由于傳感器輸出為頻率信號,所以無需ad轉(zhuǎn)換即可直接送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。