CN201903416U - 一种转矩转速处理电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种转矩转速处理电路，其特征在于：包括JCZ型转矩转速传感器，JCZ型转矩转速传感器与过零比较器、微分电路、R-S触发器和光耦隔离电路串接，其中JCZ型转矩转速传感器输出的两路彼此相差180°的近似正弦信号经过零比较器整形为方波，通过微分电路取出其边沿脉冲加在RS触发器上，并通过光耦隔离电路实现数模电路的分离，最终以方波形式送入DSP的QEP单元。本实用新型能有效地消除转速对转矩检测的影响，提高了测量精度，且测量结果准确、稳定、可靠。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量一个电压与一个电流之间的相位角或者电压之间或电流之间的相位角的装置，尤其涉及将JCZ型转矩、转速传感器信号送至DSP/QEP的电路装置。
背景技术
在测试转矩转速的场合中，通常要将转矩和转速信号转换成电信号进行电测量。测量方案采用电阻应变式传感器，其工作原理是：力→应变→电阻变化→电压输出。它的优点在于体积小，但是它的输出信号是基于电阻的变化而得到的，受温度、电源电压等环境参数的影响较大。由于输出电压值只有毫伏级，使用它必须对其信号进行放大，需要高精度放大电路。而另一种测量方案采用磁电式、相位差型传感器，其工作原理是：当输入、输出轴未施加转矩时，传感器输出2路正弦信号，彼此相差180°。当施加转矩时，2路正弦信号彼此相差会发生变化，根据相差即可计算出转矩大小，根据某路正弦信号频率即可计算出转速大小，可以同时获得转矩、转速信号且工作稳定可靠。
JCZ型转矩、转速传感器的基本原理是通过弹性轴和两组磁电信号发生器，把被测转矩、转速信号转换为具有相位差的两组交流电信号。这两组交流电信号的频率相同，且与轴的转速成正比，转矩则和相位差变化成正比。
TI公司2000系列的DSP是目前控制领域最先进的处理器之一，其最新产品的工作频率高达150MHz，大大提高了控制系统的控制精度和实时处理信息的能力，其特有的QEP电路和速度传感器的配合使用为电机位置和转速测量提供了完美的解决方案。但是，对于高速电机，采用普通信号处理电路测量则会出现串扰和丢失脉冲的现象。
发明内容
本实用新型的提出，旨在设计一种采用JCZ型转矩转速传感器的转矩和转速测量电路。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种转矩转速处理电路，其特征在于：包括JCZ型转矩转速传感器，JCZ型转矩转速传感器与过零比较器，微分电路，R-S触发器，光耦隔离电路串接，其中JCZ型转矩转速传感器输出的两路彼此相差180°的近似正弦信号经过零比较器整形为方波，通过微分电路取出其边沿脉冲加在RS触发器上，RS触发器输出的信号通过光耦隔离电路实现数模电路的分离，最终以方波形式送入DSP的QEP单元。
与现有技术相比较，本实用新型的有益效果表现在相位差信号检测电路简单实用，可以在较宽范围对相位差进行检测，避免前级电路的干扰，电路稳定可靠，电路参数精确，调试方便，且检测电路的输出方波包含有转矩和转速两种信息。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型的电路原理图。
图中：1、JCZ型转矩转速传感器，2、过零比较器，3、微分电路，4、R-S触发器，5、光耦隔离电路，6、DSP/QEP单元。
具体实施方式
如附图1所示的一种转矩转速处理电路，包括JCZ型转矩转速传感器1，与过零比较器2，微分电路3，R-S触发器4和光耦隔离电路5串接，其中的JCZ型转矩转速传感器1，将电机的转矩和转速信号转化成两路正弦信号，彼此相差180°，并分别接入INa和INb。两路正弦信号通过过零比较器2，整形为两路方波信号，且仍能保证彼此的相差不变。而过零比较器中加入的滞环，大大提高了电路的抗干扰能力。整形后的方波信号，通过微分电路3，取出边沿脉冲，并将这两路边沿脉冲加在R-S触发器4上。一路使得R-S触发器置位，另一路使得R-S触发器复位，故R-S触发器输出脉冲的脉宽，代表了两路信号的相位差(即转矩大小)，而该方波的频率就是转速。将R-S触发器输出的信号通过光耦隔离电路5，实现数模电路的分离，最终送入DSP的QEP单元，实现速度和转矩的精准测量。
附图2中给出了关键部件的电路，包括过零比较器2、微分电路3和RS触发器4。过零比较器2由运放和电阻组成，运放的选择可以根据供电等级不同来进行选择，比如±15V的LM158，LM258和LM239等，±12V的LM2904等。每个芯片包括两个运放单元，满足一个电路的需求；微分电路和RS触发电路中的芯片可以选择一片74HC08。
Claims (1)
1.一种转矩转速处理电路，其特征在于：包括JCZ型转矩转速传感器(1)，JCZ型转矩转速传感器(1)与过零比较器(2)、微分电路(3)、R-S触发器(4)和光耦隔离电路(5)串接，其中JCZ型转矩转速传感器(1)输出的两路彼此相差180°的近似正弦信号经过零比较器(2)整形为方波，通过微分电路(3)取出其边沿脉冲加在RS触发器(4)上，RS触发器(4)输出的信号通过光耦隔离电路(5)实现数模电路的分离，最终以方波形式送入DSP的QEP单元。
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