基于無線供電與無線信號傳輸?shù)霓D(zhuǎn)矩傳感器模塊的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器領域，特別涉及一種基于無線供電與無線信號傳輸?shù)霓D(zhuǎn)矩傳感器模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)矩傳感器是在各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機械部件上對扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測，轉(zhuǎn)矩傳感器將力矩的大小轉(zhuǎn)換成精確的電信號供測量或處理，其應用范圍廣泛，地位重要。但是轉(zhuǎn)矩傳感器中存在旋轉(zhuǎn)件，對旋轉(zhuǎn)件的測量一直都是技術(shù)難題，目前的轉(zhuǎn)矩傳感器存在諸多問題。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，存在轉(zhuǎn)矩傳感器分為接觸式與非接觸式兩種。接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器旋轉(zhuǎn)件的供電與信號傳輸大多使用滑環(huán)進行，而滑環(huán)存在固有缺點，其制造成本高昂、工作不可靠、壽命有限需要定期維護，不適宜高速旋轉(zhuǎn)時的傳輸。而非接觸式轉(zhuǎn)矩傳感器雖然回避了旋轉(zhuǎn)件的問題，但是其體積龐大，技術(shù)復雜，成本高昂，難以大規(guī)模推廣。此外，目前的轉(zhuǎn)矩傳感器產(chǎn)品大多著眼于大測量范圍、高精度，對于成本的控制較為寬松，使得在低要求低成本情況下的使用受到極大的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種基于無線供電與無線信號傳輸?shù)霓D(zhuǎn)矩傳感器模塊，其包括:電壓供給模塊，用于提供工作電壓；應變片平衡電橋，與所述電壓供給模塊連接，用于在力矩發(fā)生變化時，在所述應變片平衡電橋的兩中點處輸出電壓差信號；信號放大電路，與所述應變片平衡電橋連接，用于對所述電壓差信號進行放大，得到放大信號；信號調(diào)制電路，與所述信號放大電路連接，用于對所述放大信號進行調(diào)制處理，并發(fā)送出去；以及信號解調(diào)電路，與所述信號調(diào)制電路連接，用于對所述信號調(diào)制電路發(fā)送的信號進行解調(diào)得到用于表征所述電壓差信號的模擬量信號。
[0005]根據(jù)如上所述的轉(zhuǎn)矩傳感器模塊中，優(yōu)選，所述電壓供給模塊包括:第一正弦信號生成電路，用于將直流信號生成第一正弦信號；第一線圈，與所述第一正弦信號生成電路連接，第二線圈，與所述第一線圈耦合，以產(chǎn)生第二正弦信號，所述第二正弦信號與所述第一正弦信號同頻且相位差為90° ;整流電路，與所述第二線圈連接，用于對所述第二正弦信號進行整流，產(chǎn)生整流信號；以及穩(wěn)壓電路，與所述整流電路連接，用于對所述整流電路產(chǎn)生的整流信號進行處理得到所述工作電壓。
[0006]根據(jù)如上所述的轉(zhuǎn)矩傳感器模塊中，優(yōu)選，所述信號放大電路為差分放大電路。
[0007]根據(jù)如上所述的轉(zhuǎn)矩傳感器模塊中，優(yōu)選，所述信號調(diào)制電路包括:第三正弦信號生成電路，用于生成第三正弦信號；調(diào)制單元，與所述信號放大電路連接，還與所述第三正弦信號生成電路連接，用于通過所述第三正弦信號對所述放大信號進行調(diào)制，得到調(diào)制信號；以及第三線圈，與所述調(diào)制單元連接，用于產(chǎn)生所述調(diào)制信號。
[0008]根據(jù)如上所述的轉(zhuǎn)矩傳感器模塊中，優(yōu)選，所述信號解調(diào)電路包括:第四線圈，與所述第三線圈耦合，用于接收所述第三線圈產(chǎn)生的調(diào)制信號；以及解調(diào)單元，與所述第四線圈連接，用于對所述第四線圈接收到的調(diào)制信號進行解調(diào)以得到用于表征所述電壓差信號的模擬量信號。
[0009]本發(fā)明實施例帶來的有益效果如下:
[0010]使用應變片將力矩變化轉(zhuǎn)換為電壓變化，采用電磁耦合線圈進行無線供電，使用低成本無線信號近場傳輸技術(shù)，壽命長、工作可靠成本低。
[0011]采用應變片將力矩變化轉(zhuǎn)化為電壓信號，具有很多優(yōu)點:分辨力高、誤差小、尺寸小重量輕、測量范圍大、可測快速交變應力、測量結(jié)果便于傳送、記錄和處理、能在各種嚴酷環(huán)境中工作、價格低廉便于選擇和大量使用。
[0012]采用無線供電技術(shù)，避免了滑環(huán)的使用，增加了使用壽命，增強了系統(tǒng)可靠性，降低了維護成本。
[0013]采用低成本信號無線傳輸技術(shù)，使用耦合線圈進行磁感應傳輸，可靠性高，抗干擾能力強，價格低廉。
[0014]傳感器可使用電位器進行調(diào)零，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與使用壽命，降低了維修的可能性，消除了定期保養(yǎng)的需求。
[0015]傳感器的放大倍數(shù)可根據(jù)實際需求調(diào)整，有較為寬泛的適用范圍。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實施例提供的一種基于無線供電與無線信號傳輸?shù)霓D(zhuǎn)矩傳感器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0018]參見圖1，本發(fā)明實施例提供了一種基于無線供電與無線信號傳輸?shù)霓D(zhuǎn)矩傳感器模塊矩傳感器模塊，其包括:電壓供給模塊，應變片平衡電橋，信號放大電路，信號調(diào)制電路以及信號解調(diào)電路。
[0019]其中，電壓供給模塊用于提供工作電壓，其包括:用于將直流信號生成第一正弦信號的第一正弦信號生成電路I ;與第一正弦信號生成電路連接的第一線圈2 ;與第一線圈2耦合的第二線圈3，用于產(chǎn)生第二正弦信號，第二正弦信號與第一正弦信號同頻且相位差為90° ;與第二線圈3連接的整流電路4，用于對第二正弦信號進行整流以產(chǎn)生整流信號；以及與整流電路4連接的穩(wěn)壓電路5，用于對整流電路4產(chǎn)生的整流信號進行處理得到工作電壓?；诘谝痪€圈2和第二線圈3耦合的方式，第一正弦信號生成電路I也可稱為無線供電模塊發(fā)射端，第一線圈2也可稱為發(fā)射線圈，第二線圈3也可稱為接收線圈，整流電路4和穩(wěn)壓電路5兩者也可統(tǒng)稱為無線供電接收端。
[0020]應變片平衡電橋6，與電壓供給模塊連接，用于在力矩發(fā)生變化時，在應變片平衡電橋的兩中點處輸出電壓差信號；
[0021]信號放大電路7，與應變片平衡電橋連接，用于對電壓差信號進行放大，得到放大信號。信號放大電路優(yōu)選為差分放大電路。
[0022]信號調(diào)制電路，與信號