CN2359685Y - 应变式电感耦合传递型扭矩传感器 - Google Patents
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Abstract
一种应变式电感耦合传递型扭矩传感器,用于静止或旋转轴上扭矩的测量。本实用新型以粘贴在弹性轴(1)上负载端的应变桥(2)为敏感元件,用固定在弹性轴(1)和外壳(10)的同一端(非负载端)的二组电感线圈(4)、(7)和(5)、(8)以非接触的方式分别传递电源和应变信号。其中一组电感线圈(4)、(7)将工频交流电源以非接触方式耦合至弹性轴上,经整流、滤波、稳压,提供应变桥(2)和其它电路(9)的电源;弹性轴(1)受扭引起应变桥(2)产生的应变信号经电子线路板(9)放大及V/F转换器转换成频率信号,通过另一组电感线圈(7)、(5)以非接触方式从弹性轴上传递出来,以完成扭矩→应变→频率的线性转换和传递。
Description
本实用新型为一种应变式电感藕合传递型扭矩传感器，用于动力机械静止或旋转轴上扭矩的测量。
传统的应变式扭矩测量大多采用接触式集流环来传递桥压和应变信号，该方法因机械磨擦、接触电阻等原因，干扰大，精度低，寿命低，转速低等缺点使其应用受到极大的局限。近年内出现的非接触应变式扭矩测量，有电容藕合和电感藕合等方式，电容藕合传递功率小，一般只能非接触传递信号，而无法非接触传递功率电源，使得其应用受到限制；而电感藕合能够以非接触方式传递功率电源和信号，但却要在旋转轴上固定体积和质量都较大的电感线圈和铁芯，这无疑给微小扭矩、暂态扭矩、高转速的测量带来困难。
本实用新型的目的是提供一种应变式电感藕合传递型的扭矩传感器，它既利用电感藕合的方法解决了电源功率和应变信号的非接触传递，又适用于微小扭矩、高转速及暂态扭矩测量。
本实用新型的解决方案是：本实用新型包括弹性轴，外壳，应变桥，电感藕合线圈，软铁芯，电子线路板。其特征在于以粘贴在弹性轴上负载端的应变桥为扭矩敏感元件，用以整体结构形式固定在弹性轴和外壳非负载端的二组电感藕合线圈以非接触的方式分别传递电源和应变信号。工频交流电源经降压后通过其中一组线圈以非接触的方式藕合到弹性轴上后，由固定在弹性轴上的电子线路板进行整流、滤波、稳压提供应变桥桥压和提供电子线路板上的放大及V/F电路电源，弹性轴受扭引起应变桥产生的应变信号经电子线路板放大及V/F电路转换成频率信号后通过另一组线圈以非接触的方式藕合输出正比于扭矩大小的频率信号。
下面结合附图对本实用新型进行详细的叙述：
图1为本实用新型的结构示意图
图2为本实用新型的电路原理框图
本实用新型以粘贴在弹性轴1上的应变桥2为扭矩敏感元件，同时以固定在弹性轴1和外壳10的同一端(非负载端)的二组线圈分别以非接触方式传递电源和应变信号。其中线圈4为电源藕合初级线圈，线圈5是应变信号藕合次级线圈，它们同软铁芯3一起固定在静止外壳10上；线圈7为电源藕合次级线圈，线圈8为应变信号藕合初级线圈，它们和软铁芯6一道固定在可转动的弹性轴1的一端。工频交流电源信号经降压后输入电源藕合初级线圈4，藕合到弹性轴1上的次级线圈7，线圈7输出交流电源经电子线路板9-1整流、滤波、稳压后提供应变桥2桥压和提供电子经路板9-2上放大及V/F等电路电源。弹性轴1受扭引起应变桥2产生的正比于扭矩大小的应变信号经电子线路板9-2上的电子线路放大后再经V/F转换器转换成与扭矩成正比的频率信号，输出至固定在弹性轴1上的应变信号初级藕合线圈8，藕合至次级线圈5，完成应变信号的非接触电感藕合传递。
本实用新型将二组藕合线圈4、7和8、5以紧凑的一体结构固定在外壳10和弹性轴1的一端(非负载端)，将应变桥粘贴在弹性轴1的另一端(负载端)，从而避免了由于线圈铁芯等质量增加的惯量力矩影响小扭矩、高转速及瞬态扭矩的侧量。
Claims (4)
1.一种应变式电感藕合传递型扭矩传感器，它包括弹性轴(1)、外壳(10)、应变桥(2)、电感藕合线圈(4)和(7)及(8)和(5)、软铁芯(3)(6)、电子线路板(9)，其特征在于以粘贴在弹性轴(1)上的应变桥(2)为扭矩敏感元件，用固定在弹性轴(1)和外壳(10)上非负载端的二组电感藕合线圈(4)和(7)及(8)和(5)以非接触的方式分别传递电源和应变信号，电感线圈(4)和(5)与软铁芯(3)为一体固定在静止的外壳(10)上，电感线圈(7)和(8)与软铁芯(6)为一体固定在可转动的弹性轴(1)上，工频交流电源经降压后通过线圈(4)藕合至线圈(7)后由固定在弹性轴上的电子线路板(9)进行整流、滤波、稳压后提供应变桥(2)桥压和提供电子线路板(9)上的放大及V/F电路电源，弹性轴(1)受扭引起应变桥(2)产生的应变信号经电子线路板(9)上的放大及V/F转换器转换成频率信号后输入线圈(8)并藕合至线圈(5)输出正比于扭矩大小的频率信号。
2.如权利要求1所述的应变式电感藕合传递型扭矩传感器，其特征在于所说的二组电感线圈是以整体结构形式固定在弹性轴(1)及外壳(10)的同一端，即非负载端的。
3.如权利要求1所述的应变式电感藕合传递型扭矩传感器，其特征在于敏感元件应变桥(2)是粘贴在弹性轴(1)的另一端，即负载端。
4.如权利要求1所述的应变式电感藕合传递型扭矩传感器，其特征在于采用经降压后的工频交流电源经电感线圈(4)藕合至电感线圈(7)。
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1999
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