CN202329930U - 一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置，该零点调整装置电路连接扭矩传感器，扭矩传感器包含测量传感器、与该测量传感器输出端电路连接的信号放大模块，与信号放大模块的输出端电路连接的主处理模块；该零点调整装置包含：与主处理模块电路连接的调零模块，该调零模块的输出端电路连接信号放大模块；以及，与主处理模块电路连接的零点调整按钮。本实用新型在扭矩传感器上专设零点调整按钮，由一键触发零点调整按钮向主处理模块发送调零信号，通过主处理模块控制调零模块，对扭矩传感器进行自动调零，操作方便、调零准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种属于测试装置领域的零点调整装置，具体涉及一种用于石油钻机上夹持式扭矩传感器的零点调整装置。
背景技术
目前，在石油钻机上需采用一种夹持式扭矩传感器，其原理已经由ZL200520047556.2进行了公开。然而在夹持式扭矩传感器测量转轴的扭矩时，由于受震动和交变应力的影响、应变胶蠕变等综合因数的作用下，由应变片组成的测量电桥的零点输出会发生偏移。现有技术的解决方法是用调整测量杆的预受力来纠正这个偏差，使仪器恢复零位，或用调整电路上第一放大器的零点偏置电位器来改变偏置电压，从而达到上述目的。这两个方法的缺点在于，前者通过抱紧螺钉调整来复零，往往是要么调整过头，要么还没调到位，在现场很难调准，后者是要在现场打开电气箱盖来进行操作很容易损坏电路零件。
实用新型内容
本实用新型提供了一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置，当传感器零点发生偏移时，可便捷准确的调零。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置，该零点调整装置电路连接扭矩传感器，扭矩传感器包含测量传感器、与测量传感器输出端电路连接的信号放大模块，以及与信号放大模块的输出端电路连接的主处理模块；其特点是，
该零点调整装置包含：
与上述主处理模块电路连接的调零模块，该调零模块的输出端电路连接信号放大模块；以及，
与上述主处理模块电路连接的零点调整按钮。
上述的调零模块采用数字电位器。
上述的调零模块与信号放大模块之间电路连接有运算放大器。
上述的测量传感器采用BR应变电桥。
通过触发零点调整按钮，发送调零信号至主处理模块，主处理模块发送调零信号至调零模块，控制调零模块实现对扭矩传感器进行零点调整。
本实用新型一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置和现有技术相比，其优点在于，本实用新型在扭矩传感器上专设零点调整按钮，由一键触发零点调整按钮向主处理模块发送调零信号，通过主处理模块控制调零模块，对扭矩传感器进行自动调零，操作方便、调零准确。
附图说明
图1为本实用新型一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置的主处理模块和零点调整按钮的电路原理图；
图2为本实用新型一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置的调零模块的电路原理图；
图3为本实用新型一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置的安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施例。
本实施例中，零点调整装置与扭矩传感器电路连接。如图2所示，扭矩传感器的内部电路包含有测量传感器1，与该测量传感器1的输出端电路连接的信号放大模块2，以及与信号放大模块2的输出端电路连接的主处理模块3。
测量传感器1采用BR应变电桥，接+3V电源，用于检测扭矩并将扭矩信号转换为电信号传输至信号放大模块2。
信号放大模块2包含两个串联连接的仪表放大器：第一仪表放大器U1，以及与该第一仪表放大器U1的输出端VOUT电路连接的第二仪表放大器U2。第一仪表放大器U1的输入端Vin+和Vin-电路连接BR应变电桥的两路输出。第一仪表放大器U1的两个RG端之间电路连接有电阻R3*，V+端接+3V电源，V-端接-3V电源，输出端VOUT通过电阻R4、电容C4、C5组成的滤波电路由A1端输出，并电路连接第二仪表放大器U2的输入端Vin+。第二仪表放大器U2的两个RG端之间电路连接有电阻R6*，输入端Vin-接地，V+端接+3V电源，V-端接-3V电源，输出端VOUT通过电阻R7和接地的C8由A0端输出。
传感器1检测扭矩为模拟量的电信号，传输至第一仪表放大器U1，第一仪表放大器U1将电信号一级放大，经过滤波后通过A0输出，并输入至第二仪表放大器U2的输入端Vin+，第二仪表放大器U2对电信号进行二级放大，经过信号放大模块2将BR的输出信号放大到适合AD转换的幅度，发送至后续的主处理模块3进行处理。
如图1所示，本实施例中主处理模块3包含单片机U4及其外围电路，单片机U4为CPU，去内部包含有AD转换器并载有嵌入程序。单片机U4采用型号类似ADuC816的单片机芯片，其内部包含运算单元、RAM、EEROM、AD转换、时钟电路、放大器、看门狗、I/O接口、通信接口等电路模块。主处理模块3中单片机U4的外围电路如下：单片机U4的DVcc端和AVcc端接+3V，XIN端与XOUT/TCLK端之间电路连接有晶振Y2，VeREF+端接2.5V电源并通过一个电容C13接地，XT2OUT端与XT2IN端之间电路连接有晶振Y1，并分别通过电容C22、C23接地，单片机U4的AVss端与DVss端接地，RST/NMI端电路连接有复位电路，该复位电路包含复位保护电路U5，该复位保护电路U5接3V的电源，并电路连接有复位按钮（Rst）S1。
主处理模块3与信号放大模块2的输出端电路连接，单片机U4的P6.0/A0端电路连接第二仪表放大器U2的A0端输出，P6.1/A1端电路连接第一仪表放大器U1的A1端输出。
一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置包含有调零模块4和零点调整按钮5。
零点调整按钮5电路连接主处理模块3，零点调整按钮5包含串联连接的电阻R11和按钮S3，电阻R11接3V电源，按钮S3接地。电阻R11与调零按钮S3之间与主处理模块3中单片机U4的P1.1/TA0端电路连接。
如图2所示，调零模块4包含数字电位器U11及其外围电路，其VDD端接+3V电源，VSS端接-3V电源，A1端通过一电阻R17接2.5V电源，B1端通过电阻R18接-2.5V电源，GND端接地。
该调零模块4与主处理模块3电路连接，数字电位器U11的CLK端电路连接单片机U4的P3.3/UCLK0端，数字电位器U11的SDI端电路连接单片机U4的P3.1/SIMO0端，数字电位器U11的SDO端电路连接单片机U4的P3.2/SOMI1端，数字电位器U11的RDY端电路连接单片机U4的P4.6端，数字电位器U11的/CS端电路连接单片机U4的P5.0端，数字电位器U11的/PR端电路连接单片机U4的P4.5端，数字电位器U11的/WP端电路连接单片机U4的P4.4端。
调零模块4的输出端电路连接信号放大模块2，数字电位器U11的W1端电路连接第一仪表放大器U1的REF端。
如图2所示，本实施例中，零点调整装置还包含有集成在一个运放芯片U3中的两个运算放大器U3-1、U3-2。运算放大器U3-1电路连接在数字电位器U11与第一仪表放大器U1之间，运算放大器U3-1的+极输入端与数字电位器U11的W1端电路连接，运算放大器U3-1的输出端与第一仪表放大器U1的REF端电路连接，运算放大器U3-1的-极输入端与其输出端电路连接。运算放大器U3-1用于匹配阻抗隔离数字电位器U11与第一仪表放大器U1该两部分的电路。
运算放大器U3-2的-极输入端和输出端电路连接第二仪表放大器U2的REF端，+极输入端通过电阻R9接+2.5V的电源并通过电阻R10接地。
如图3所示，夹持式扭矩传感器包含四个半圆形的抱箍6，该抱箍6两两相对组合在一起，并分别在连接处采用两个紧定螺栓7固定在一起。两组抱箍6之间架设有测量传感器1。现有技术中，扭矩传感器的零点调整通过调节4个紧定螺栓7来实现。本实施例中，一抱箍6内侧设有槽口8，零点调整装置的电路设置在槽口8中，零点调整按钮5设在该抱箍6内侧的零点调整装置旁。
以下说明本实用新型零点调整装置的工作原理。扭矩传感器的系统启动后，在没有进行扭矩测量时，测量传感器1通过信号放大模块2发送至主处理模块3的扭矩量程的数值应为初始的零位置。若在未测量扭矩时，主处理模块3接收到的量程不为零位置，则需要对扭矩传感器进行调零。
通过触发零点调整按钮5的按钮S3，发送调零信号至主处理模块3的单片机U4，主处理模块3发送调零信号至调零模块4的数字电位器U11，通过数字电位器U11向第一仪表放大器U1发送调零信号，实现对扭矩传感器进行零点调整。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (4)
1.一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置，该零点调整装置电路连接所述扭矩传感器，扭矩传感器包含测量传感器（1）、与该测量传感器（1）输出端电路连接的信号放大模块（2），以及与该信号放大模块（2）的输出端电路连接的主处理模块（3）；其特征在于，该零点调整装置包含：
与所述的主处理模块（3）电路连接的调零模块（4），该调零模块（4）的输出端电路连接所述信号放大模块（2）；以及，
与所述主处理模块（3）电路连接的零点调整按钮（5）。
2.如权利要求1所述的便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置，其特征在于，所述的调零模块（4）采用数字电位器。
3.如权利要求1所述的便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置，其特征在于，所述的调零模块（4）与信号放大模块（2）之间电路连接有运算放大器。
4.如权利要求1所述的便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置，其特征在于，所述的测量传感器（1）采用BR应变电桥。
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| CN 201120457157 CN202329930U (zh) | 2011-11-17 | 2011-11-17 | 一种便捷的夹持式扭矩传感器零点调整装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103575763A (zh) * | 2012-07-30 | 2014-02-12 | 河南汉威电子股份有限公司 | 对传感器自动零点校准的电路及方法 |
| CN108880547A (zh) * | 2018-08-21 | 2018-11-23 | 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 | 基于电流注入的电桥电路零位偏置在线校正方法 |
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