[实用新型]一种基于非平行永磁体对的非接触式扭矩和功率测量装置

说明书

技术领域

本实用新型关于一种扭矩和功率测量装置，特别是涉及一种基于非平行永磁体对的非接触式扭矩和功率测量装置。

背景技术

目前测转动轴的功率的方法中，最常见的是依赖于在转动轴上贴附应变片的方法，应变片信号的传递方式主要有滑环和遥测的方法两种，其中，滑环的方法是导电滑环保证在轴转动时，应变片信号不间断的传递到采集电路中。然而其存在如下缺点：1、由于导电滑环属于磨擦接触，因此不可避免地存在着磨损并发热，因而限制了旋转轴的转速及导电滑环的使用寿命。2、由于接触不可靠引起信号波动，因而造成测量误差大甚至测量不成功。遥测的方法是要在转轴上安装一种通过滑动电池提供电力的发射器，发射器将应变片的电流变化通过无线信号传递到采集电子电路中，然而，遥测的方法也存在如下缺点：

一、易受使用现场电磁波的干扰；

二、由于是电池供电，所以只能短期使用。

三、由于在旋转轴上附加了结构，易引起高转速时的动平衡问题。在小量程及小直径轴时更突出。

除了上述方法，目前一些较新的系统有的也采用了霍尔传感器。这一方案一般是在转动轴上相距一定距离处安装两个大齿轮来拾取信号。在两个大齿轮上的测量敏感处分别设置了两个霍尔效应传感器，在轴转动过程中两个霍尔器件能输出相同宽度的脉冲。当轴被施加负载后，两个脉冲之间的相位差会发生变化。可以通过检测两路脉冲之间的相位差来计算受载轴的扭转角。该方法的优点是实现了转矩信号的非接触传递，检测信号为数字信号，缺点为体积较大，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。

实用新型内容

为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型之目的在于提供一种基于非平行永磁体对的非接触式扭矩和功率测量装置，其克服了现有技术中接触式与非接触扭矩和功率测量装置的缺陷，不仅可以在测量扭矩的同时测量轴功率，且具有较高精度。

为达上述及其它目的，本实用新型提出一种基于非平行永磁体对的非接触式扭矩和功率测量装置，至少包括：

多对永磁体，每个永磁体具有相同规格安装于旋转轴上，以于旋转轴旋转时磁极相应转动，各永磁体对间成不平行排列，所形成的磁极对方向不平行；

多个电磁感应回路，各电磁感应回路与永磁体对一一对应，以于多对永磁体的磁极相应转动时，各磁极对切割各电磁感应回路，产生周期性的感应电压，多个电磁感应回路感应出相应的电压信号；

AD转换模块，连接该多个电磁感应回路，将该多个电磁感应回路感应出的模拟的感应电压信号进行模数转换，转换为数字的感应电压信号；以及

数据处理模块，连接该AD转换模块。

进一步地，该测量装置还包括滤波模块，该滤波模块连接于该多个电磁感应回路与该AD转换模块之间。

进一步地，该多个电磁感应回路的中心线所在的平面相互平行。

进一步地，各电磁感应回路为单圈线匝或多圈线匝。

与现有技术相比，本实用新型一种基于非平行永磁体对的非接触式扭矩和功率测量装置通过将多对非平行排列的永磁体安装于旋转轴，各永磁体对所形成的磁极对方向不平行，其磁极对随着旋转轴同步转动切割相应的电磁感应回路，各电磁感应回路感应出相应的电压后，感应电压信号经滤波及模数转换后送至数据处理模块进行处理计算得出扭矩和轴旋转周期，进而得出轴功率，在克服现有技术接触式与非接触扭矩和功率测量装置的缺陷基础上，不仅可以在测量扭矩的同时测量轴功率，且具有较高精度。

附图说明

图1为本实用新型一种基于非平行永磁体对的非接触式扭矩和功率测量装置的系统架构示意图；

图2为本实用新型一种基于非平行永磁体对的非接触式扭矩和功率测量装置之较佳实施例的永磁体安装位置侧视图；

图3为本实用新型一种基于非平行永磁体对的非接触式扭矩和功率测量装置之较佳实施例的工作过程示意图；

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本实用新型的精神下进行各种修饰与变更。