一種基于射極耦合放大電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術領域，具體是指一種基于射極耦合放大電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有應變式扭矩傳感器技術中，通常采用模擬電路處理應變片輸出的電信號，將其轉換為成比例的線性模擬量輸出信號，如電壓、電流或頻率脈沖信號。然而，模擬信號在傳輸時會出現(xiàn)削弱的情況，在很大程度上影響了模擬信號的正常使用。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有應變式扭矩傳感器的模擬信號在傳輸時會出現(xiàn)削弱的缺陷，提供一種基于射極耦合放大電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器。
[0004]本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):一種基于射極耦合放大電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器，包括齒盤U，光電開關S，定子系統(tǒng)，旋轉變壓器Tl，旋轉變壓器T2，以及轉子系統(tǒng)；所述光電開關S的一端與齒盤U相連接、另一端則與定子系統(tǒng)相連接，旋轉變壓器Tl的原邊與定子系統(tǒng)相連接、其副邊則與轉子系統(tǒng)相連接，旋轉變壓器T2的原邊與轉子系統(tǒng)相連接、其副邊則與定子系統(tǒng)相連接。
[0005]進一步的，所述轉子系統(tǒng)由整流器K，與整流器K相連接的應變電阻電橋，與應變電阻電橋相連接的信號變換單元，以及同時與整流器K和信號變換單元相連接的射極耦合放大單元組成；所述整流器K還與旋轉變壓器Tl的副邊相連接，射極親合放大單元還與旋轉變壓器T2的原邊相連接。
[0006]所述的射極耦合放大單元由三極管VTl，三極管VT2，三極管VT3，三極管VT4，串接在三極管VTl的發(fā)射極和三極管VT3的基極之間的電阻R4，負極順次經電阻R5和電阻R3后與三極管VT2的集電極相連接、正極接地的電容C2，正極與電容C2的正極相連接、負極與三極管VT4的集電極相連接的極性電容C3，一端與三極管VT3的集電極相連接、另一端則經電阻R8后形成該射極耦合放大單元的輸出端的電阻R7，一端與三極管VT4的發(fā)射極相連接、另一端則與電阻R7和電阻R8的連接點相連接的電阻R6，正極與三極管VT3的發(fā)射極相連接、負極則與三極管VT2的發(fā)射極相連接的同時接地的極性電容C5，與極性電容C5相并聯(lián)的電容C4組成；所述三極管VTl的基極與三極管VT2的基極相連接的同時作為該射極耦合放大單元的輸入端，其集電極則與三極管VT4的集電極相連接；所述三極管VT4的基極與電阻R3和電阻R5的連接點相連接。
[0007]所述信號變換單元由放大器P2，與非門Al，與非門A2，N極與放大器P2的正極相連接、P極則形成該信號變換單元的輸入端的二極管Dl，正極與二極管Dl的P極相連接、負極則經電位器R2后與放大器P2的負極相連接的電容Cl，與電容Cl相并聯(lián)的電阻Rl，以及N極與放大器P2的負極相連接、P極則經倒相放大器A3后與與非門Al的正極相連接的二極管D2組成；所述電容Cl的負極與電位器R2的控制端相連接；所述與非門A2的負極與放大器P2的輸出端相連接，其正極則與與非門Al的輸出端相連接，其輸出端則與與非門Al的負極相連接的同時形成該信號變換單元的輸出端。
[0008]所述的定子系統(tǒng)由DC/DC單元，與DC/DC單元相連接的功率放大器Pl，與功率放大器Pl相連接的ARM微控制器，分別與ARM微控制器相連接的RS485通信接口、信號調制解調單元以及轉速信號調理單元組成；所述的功率放大器Pl還與旋轉變壓器Tl的原邊相連接，信號調制解調單元還與旋轉變壓器T2的副邊相連接，轉速信號調理單元還與光電開關S相連接。
[0009]所述的放大器P2為LF356BI型運算放大器。
[0010]本發(fā)明較現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0011](I)本發(fā)明的RS485通信接口可以直接與外部設備相連接，無需使用二次儀表。
[0012](2)本發(fā)明采用ARM微控制器其可以對測量輸出的信號進行數(shù)字化處理，方便校準、標定及參數(shù)調整，同時還可以提高測量數(shù)據(jù)輸出的抗干擾能力及傳輸距離。
[0013](3)本發(fā)明采用信號變換單元，其可以把電壓信號變換成頻率脈沖信號，當在不同工況時其所變換的脈沖信號的頻率不同，從而使其在不同工況下仍然能夠保持很好的適用性。
[0014](4)本發(fā)明通過射極耦合放大單元對模擬信號進行不失真的放大處理，從而避免模擬信號在輸送過程中出現(xiàn)削弱的現(xiàn)像。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結構框圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的信號變換單元電路結構圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的射極耦合放大單元電路結構圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式并不限于此。
[0019]實施例
[0020]如圖1所示，本發(fā)明的基于射極耦合放大電路的數(shù)字化應變式扭矩傳感器，由齒盤U，光電開關S，定子系統(tǒng)，旋轉變壓器Tl，旋轉變壓器T2，以及轉子系統(tǒng)組成。該齒盤U固定在傳感器的轉子上，而光電開關S的一端與齒盤U相連接、另一端則與定子系統(tǒng)相連接。同時，旋轉變壓器Tl的原邊與定子系統(tǒng)相連接、其副邊則與轉子系統(tǒng)相連接，旋轉變壓器T2的原邊與轉子系統(tǒng)相連接、其副邊則與定子系統(tǒng)相連接。光電開關S配合齒盤U可檢測轉子旋轉的速度，并向定子系統(tǒng)輸出相應的頻率脈沖信號。
[0021]為了能夠更好的對光電開關S輸送來的頻率脈沖信號進行處理，該定子系統(tǒng)設置有DC/DC單元，與DC/DC單元相連接的功率放大器Pl，與功率放大器Pl相連接的ARM微控制器，分別與ARM微控制器相連接的RS485通信接口、信號調制解調單元以及轉速信號調理單元組成。同時，該功率放大器Pl還與旋轉變壓器Tl的原邊相連接，信號調制解調單元還與旋轉變壓器T2的副邊相連接，轉速信號調理單元還與光電開關S相連接。光電開關S通過齒盤U檢測轉子旋轉速度，并輸出相應的頻率脈沖信號，該頻率脈沖信號經轉速信號調理單元后輸送給ARM微控制器。
[0022]外部電源通過DC/DC單元后轉換為可供定子系統(tǒng)和轉子系統(tǒng)使用的電壓。ARM微控制器通過其內部的PWM單元產生400Hz脈沖信號，再經過功率放大器Pl放大后驅動旋轉變壓器Tl，并通過旋轉變壓器Tl傳輸給轉子系統(tǒng)，由轉子系統(tǒng)進行處理。
[0023]為了更好的實施本發(fā)明，該轉子系統(tǒng)由整流器K，與整流器K相連接的應變電阻電橋，與應變電阻電橋相連接的信號變換單元，以及同時與整流器K和信號變換單元相連接的射極耦合放大單元組成。同時，整流器K還與旋轉變壓器Tl的副邊相連接，射極耦合放大單元還與旋轉變壓器T2的原邊相連接。
[0024]從旋轉變壓器Tl輸送過來的信號經整流器K整流穩(wěn)壓后，可以提供給轉子系統(tǒng)工作電源。同時，信號變換單元可以將應變電阻電橋產生的電壓信號變換為1KHz的頻率脈沖信號。
[0025]該信號變換單元的結構如圖2所示，其包括放大器P2，與非門Al，與非門A2，電阻Rl，電位器R2，電容Cl，二極管Dl，二極管D2以及倒相放大器A3。