CN110793686A - 一种基于应变式扭矩传感器的测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于应变式扭矩传感器的测量装置，属于传感器检测技术领域，是主要由应变式扭矩传感器、放大器、低通滤波器、AD转换模块、单片机、报警模块、显示模块和看门狗/复位电路组成的，通过在弹性轴上粘贴应变片的方式制作出了扭矩传感器，并设有相应的集流环，传感器与单片机相结合，测量结果精确度高、实时性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于应变式扭矩传感器的测量装置，属于传感器检测技术领域。
背景技术
在机械传动系统中，扭矩是反映系统性能的最典型参数之一。扭矩测量在工业生产的各个领域得到了广泛的应用，已成为各种机械产品开发研究、质量检验、优化控制、工况监测和故障诊断等必不可少的内容。扭矩传感器作为工况实时监测的主要手段，其研制、开发越来越受到人们的重视。人们利用扭矩传感器实时地监测和控制扭矩，这对于保障测试系统的安全运行有很重要的意义。本发明研发一种基于应变式扭矩传感器的测量装置。
发明内容
针对上述不足，本发明提供了一种基于应变式扭矩传感器的测量装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于应变式扭矩传感器的测量装置，是主要由应变式扭矩传感器、放大器、低通滤波器、AD转换模块、单片机、报警模块、显示模块和看门狗/复位电路组成的，其特征在于：所述应变式扭矩传感器和放大器相连接，放大器和低通滤波器相连接，低通滤波器和AD转换模块相连接，AD转换模块和单片机相连接，单片机与报警模块相连接，报警模块和放大器相连接，显示模块、看门狗/复位电路和单片机相连接。
所述的应变式扭矩传感器，采用的是日本KYOWA公司生产的型号为KFG-5-350-C1-11L2M3R的电阻应变片，将电阻应变片牢固地粘贴在弹性元件的测点上，在测点处与轴线呈45°和135°互相垂直的两个方向各贴一片应变片，形成一对应变花，采用两对扭矩应变花，胶粘剂选择502胶，测量应变片时通常采用惠斯登电桥，用集流环来传输动力和信号，集流环将应变片的导线接成惠斯登电桥分为四组，分别引到4个滑环的位置:弹性轴其他部分用胶布缠起来，起到保护的作用。
所述的单片机采用AT89C51单片机，其看门狗/复位电路需给单片机的复位引脚RST加上大于2个时钟周期的高电平就可使单片机复位，选用晶振6MHz，采用看门狗专用芯片MAX813L来实现系统的手动复位功能以及实现看门狗监视的作用。
该发明的有益之处是：本发明的基于应变式扭矩传感器的测量装置，通过在弹性轴上粘贴应变片的方式制作出了扭矩传感器，并设有相应的集流环，传感器与单片机相结合，测量结果精确度高、实时性好。
附图说明
图1为本发明的系统示意图。
图中，1、应变式扭矩传感器，2、放大器，3、低通滤波器，4、AD转换模块，5、单片机，6、报警模块，7、显示模块，8、看门狗/复位电路。
具体实施方式
一种基于应变式扭矩传感器的测量装置，是主要由应变式扭矩传感器1、放大器2、低通滤波器3、AD转换模块4、单片机5、报警模块6、显示模块7和看门狗/复位电路8组成的，其特征在于：所述应变式扭矩传感器1和放大器2相连接，放大器2和低通滤波器3相连接，低通滤波器3和AD转换模块4相连接，AD转换模块4和单片机5相连接，单片机5与报警模块6相连接，报警模6块和放大器2相连接，显示模块7、看门狗/复位电路8和单片机5相连接。
所述的应变式扭矩传感器1，采用的是日本KYOWA公司生产的型号为KFG-5-350-C1-11L2M3R的电阻应变片，将电阻应变片牢固地粘贴在弹性元件的测点上，在测点处与轴线呈45°和135°互相垂直的两个方向各贴一片应变片，形成一对应变花，采用两对扭矩应变花，胶粘剂选择502胶，测量应变片时通常采用惠斯登电桥，用集流环来传输动力和信号，集流环将应变片的导线接成惠斯登电桥分为四组，分别引到4个滑环的位置:弹性轴其他部分用胶布缠起来，起到保护的作用。
所述的单片机5采用AT89C51单片机，其看门狗/复位电路需给单片机的复位引脚RST加上大于2个时钟周期的高电平就可使单片机复位，选用晶振6MHz，采用看门狗专用芯片MAX813L来实现系统的手动复位功能以及实现看门狗监视的作用。
本装置在工作时，当弹性轴受到扭矩作用时，粘贴在弹性轴上的应变片形变阻值发生改变。信号通过惠斯登电桥转化为电压信号。将该信号放大后，由于传输时会有干扰信号，因此再经过一个低通滤波器对信号进行处理，滤去噪声。由于放大后的信号是模拟信号，而单片机接收的是数字信号，因此我们需要利用模数转换器将模拟信号转化为数字信号后再送入给单片机处理。另外由于AD转换器对输入电压是有要求的，为了保证单片机得到准确的数据，我们使用报警电路对放大电压进行比较，若超过或者低于预先设定的电压值，报警电路将会亮灯并发出报警蜂鸣声。键盘电路用来选择所测的参数应变或者是扭矩，单片机根据键盘按键来选择适合的拟合公式来进行数据处理。最终处理后的数据可通过8段LED显示器将测量结果动态显示出来。为了防止程序“跑飞”，增加了看门狗电路提高系统的抗干扰能力。使用RS-232串口通信电路使单片机可以和pc进行通讯。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于应变式扭矩传感器的测量装置，是主要由应变式扭矩传感器、放大器、低通滤波器、AD转换模块、单片机、报警模块、显示模块和看门狗/复位电路组成的，其特征在于：所述应变式扭矩传感器和放大器相连接，放大器和低通滤波器相连接，低通滤波器和AD转换模块相连接，AD转换模块和单片机相连接，单片机与报警模块相连接，报警模块和放大器相连接，显示模块、看门狗/复位电路和单片机相连接。
2.如权利要求1所述的一种基于应变式扭矩传感器的测量装置，其特征在于：所述的应变式扭矩传感器，采用的是日本KYOWA公司生产的型号为KFG-5-350-C1-11L2M3R的电阻应变片，将电阻应变片牢固地粘贴在弹性元件的测点上，在测点处与轴线呈45°和135°互相垂直的两个方向各贴一片应变片，形成一对应变花，采用两对扭矩应变花，胶粘剂选择502胶，测量应变片时通常采用惠斯登电桥，用集流环来传输动力和信号，集流环将应变片的导线接成惠斯登电桥分为四组，分别引到4个滑环的位置:弹性轴其他部分用胶布缠起来，起到保护的作用。
3.如权利要求1所述的一种基于应变式扭矩传感器的测量装置，其特征在于：所述的单片机采用AT89C51单片机，其看门狗/复位电路需给单片机的复位引脚RST加上大于2个时钟周期的高电平就可使单片机复位，选用晶振6MHz，采用看门狗专用芯片MAX813L来实现系统的手动复位功能以及实现看门狗监视的作用。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111256576A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-09 | 山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队 | 一种环保型结构变形预警装置、方法及系统 |
| CN112284590A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-01-29 | 重庆秋城机电设备制造有限公司 | 弹簧马达扭矩测量装置 |
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2018
- 2018-08-03 CN CN201810879679.4A patent/CN110793686A/zh active Pending
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Legal Events
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