[实用新型]一种磁精确约束式磁聚焦扭矩传感器

说明书

本实用新型提出了一种磁精确约束式磁聚焦扭矩传感器，属于传感器技术领域，解决了现有磁聚焦传感器结构复杂、扭矩计算方式复杂，磁场难以聚焦成设定形状的问题。它包括旋转轴和采集机构，所述旋转轴的两端分别为轴输入端和轴输出端，所述采集机构分别设置在轴输入端和轴输出端处，所述采集机构包括接收机构、转子电路板、激励线圈、导磁体和罩壳，所述接收机构印制在转子柔性电路板上，所述接收机构为双层板结构，所述激励线圈为矩形弯曲状，所述激励线圈印制在定子柔性电路板上，所述罩壳上设置有固定架和把手，所述固定架内设置有导磁体，所述导磁体位于激励线圈和旋转轴之间。它主要用于基于磁聚焦原理的传感器及扭矩计算方法。

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，特别是涉及一种磁精确约束式磁聚焦扭矩传感器。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、储存、显示、记录和控制等要求。磁聚焦技术凭借抗干扰能力强、信号强度大、无漏磁、能量传输效率高等优点，在生物电磁学、地质勘测领域发展迅速。

现有基于磁聚焦原理的传感器磁场是发散的，需要对磁场进行约束，才能得到更好的聚焦效果，测量精度更高。磁聚焦的磁场聚焦效果较差，且现有技术较难达到所期望的聚焦形状，需对磁场精确约束。已有的非接触式测量转速的传感器都是根据涡流原理，涡流是非线性的，须通过复杂的结构设计，才能提取出线性信号。且传感器内部空间存在激励线圈的交变磁场和转子的涡流场，需设计复杂的解耦结构。现有的传感器的扭矩算法较复杂，且信号的传输经线束传输。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的问题，提出一种磁精确约束式磁聚焦扭矩传感器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种磁精确约束式磁聚焦扭矩传感器，它包括旋转轴和采集机构，所述旋转轴的两端分别为轴输入端和轴输出端，所述采集机构分别设置在轴输入端和轴输出端处，所述采集机构包括接收机构、转子电路板、激励线圈、导磁体和罩壳，所述接收机构印制在转子柔性电路板上，所述转子柔性电路板上印制有信号处理电路，所述接收机构为双层板结构，双层板结构上分别设置接收线圈A和接收线圈B，所述接收线圈A和接收线圈B均为多个矩形首尾尾相连的结构，接收线圈A和接收线圈B之间错位一个矩形，所述接收机构和转子电路板贴附于轴输入端和轴输出端上，随旋转轴一同转动；所述激励线圈为矩形弯曲状，所述激励线圈印制在定子柔性电路板上，每层定子柔性电路板印制一个激励线圈，若干层的定子柔性电路板层层叠加，形成倒金字塔式排列，所述定子柔性电路板固定于罩壳内，所述罩壳上设置有固定架和把手，所述固定架内设置有导磁体，所述导磁体位于激励线圈和旋转轴之间，所述激励线圈呈向导磁体弯曲状，所述把手内设置有定子处理电路。

更进一步的，所述导磁体底端形状和面积与接收线圈A和接收线圈B中的矩形一致。

更进一步的，所述导磁体底端形状为圆形、矩形或椭圆形。

更进一步的，所述定子处理电路包括震荡电路和无线供电发射电路。

更进一步的，所述激励线圈上施加10MHz的正弦电压。

更进一步的，所述信号处理电路包括信号采集模块、信号处理模块、无线供电模块和无线传输模块。

更进一步的，所述把手上设置有固定孔，所述固定孔内设置有螺丝，通过螺丝固定定子柔性电路板和定子处理电路。

更进一步的，所述把手上设有开孔，用于引出导线。

本实用新型还提供了一种磁精确约束式磁聚焦扭矩传感器的扭矩计算方法，它包括以下步骤：

步骤一：向激励线圈施加交流电流，空间内产生交变磁场，根据激励线圈的空间分布，通过导磁体的引导，使磁场聚焦于旋转轴上一点，该点为磁聚焦点，所述磁聚焦点位于接收机构矩形内部；