[实用新型]一种应变式扭矩传感器

说明书

本实用新型公开了一种应变式扭矩传感器，机壳底部设有支撑座，其内部设有定子系统，弹性轴设于机壳内部，弹性轴上设有转子系统；弹性轴两端由固定单元固定在机壳上；转子系统采集扭矩信号处理后将信号传递至定子系统，定子系统接收扭矩信号后通过整合转速信号，对收到的扭矩转速信号进行处理，通过通讯模块输出。本实用新型通过采用应变电桥产生的电压信号由AD转换器转换成数字信号，经无线传输，经第二电路板上的单片机转成通讯信号；输出信号采用数字信号，检测精度高、稳定性好、抗干扰性强，不需反复调零，可连续测量正反扭矩，机壳和安装座一体型设计，体积小，重量轻，易于安装使用，使本实用新型具有使用便捷，体积小、检测精度高的特点。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，更具体的说是涉及一种应变式扭矩传感器。

背景技术

扭矩是在旋转动力系统中最频繁涉及到的参数，为了检测旋转扭矩，使用较多的是扭转角相位差式传感器。该传感器是在弹性轴的两端安装着两组齿数、形状及安装角度完全相同的齿轮，在齿轮的外侧各安装着一只接近(磁或光)传感器。当弹性轴旋转时，这两组传感器就可以测量出两组脉冲波，比较这两组脉冲波的前后沿的相位差就可以计算出弹性轴所承受的扭矩量。市场上部分扭矩传感器由于是电池供电，所以只能短期使用，而且在使用时每个转速点都有一个零点，需反复调零，体积较大，不易安装，低转速时由于脉冲波的前后沿较缓不易比较，因此低速性能不理想。

因此，如何提供一种使用便捷，而且体积小的扭矩检测传感器是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种使用便捷，而且体积小的一种应变式扭矩传感器。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案，主要包括：机壳、定子系统、转子系统、弹性轴；其中，所述机壳底部设有支撑座，在支撑座内部设有定子系统，机壳两侧设有开口，所述弹性轴设于机壳内部，并在弹性轴上设有转子系统；所述弹性轴两端由固定单元固定在机壳上；其中，所述转子系统进行扭矩采集、扭矩信号处理、扭矩信号发射，通过无线发射器与定子系统信息传递，所述定子系统进行扭矩信号接收、转速信号采集、扭矩转速信号处理、供电DC/AC电路、通讯接口输出。

优选的，在上述一种应变式扭矩传感器中，所述固定单元由限位套、压盖、轴承和端盖组成；其中，所述端盖固定在机壳两侧，所述压盖通过螺纹固定在压盖上，并在端盖与压盖之间设有轴承；所述限位套设于端盖中；所述限位套、压盖、轴承和端盖同轴心，并紧密套于弹性轴上。

优选的，在上述一种应变式扭矩传感器中，所述转子系统由第一电路板、应变片组、无线发射器、次级线圈、AD转换器和罩壳组成；其中，所述罩壳设于机壳内部，所述第一电路板固定在罩壳内，并套于弹性轴上，所述应变片组固定在机壳上，并套于弹性轴上，所述应变片组通过AD转换器与第一电路板连接，所述第一电路板与次级线圈之间通过AC/DC线路连接，所述无线发射器设于第一电路板上。

优选的，在上述一种应变式扭矩传感器中，所述应变片组由安装板、齿盘、导磁架、应变片、导磁环、线圈架、隔环和垫圈组成；其中，所述安装板固定在罩壳上，所述齿盘固定在安装板上，导磁架安装在安装板底部，所述导磁环设于导磁架上，在导磁架和导磁环之间设有应变片，并在导磁架一侧设有线圈架，所述隔环和垫圈设于线圈架与端盖之间；所述线圈架上设有次级线圈，所述应变片通过AD转换器与第一电路板连接。

优选的，在上述一种应变式扭矩传感器中，所述定子系统由第二电路板、通讯模块、测速单元、供电电路、主线圈和无线接收器组成；其中，所述第二电路板固定在支撑座内，在支撑座上设有盖板，所述通讯模块固定在支撑座表面，并与第二电路板电性连接，所述第二电路板上设有主线圈和无线接收器，所述测速单元固定在机壳上，并与齿盘位置相对应，同时与第二电路板电性连接，所述供电电路连接与第二电路板，为第二电路板和主线圈供电，同时主线圈与次级线圈产生感应电流通过AC/DC线路为第一电路板、应变片组供电。