[实用新型]凸轮式扭振传感器以及扭振测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种扭振测量仪，尤其是涉及一种凸轮式扭振传感器，以及应用这种传感器的扭振测量仪。

背景技术

已有的扭振测量仪是旋转编码式扭振测量仪。旋转编码式扭振测量仪的传感器随着转轴产生一连串有疏有密的方波，每个方波的上升、下降沿代表特定的转角(角度位置)。测量仪采用离散的高速采样来提高这些转角信号在时间刻度上的精度。但是，这些高速采样大多只能测到方波基本无信息量的高、低水平位置，少数才能得到边沿的信息。因此这种测量仪测量信号的上限频率较低，只适合测量低阶扭振信号。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种凸轮式扭振传感器及其扭振测量仪，用以提高扭振测量的频率范围，满足高阶扭振信号的测量。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种凸轮式扭振传感器，包含凸轮以及至少两非接触式间隙位移传感器。该凸轮设于待测量的转轴上且与转轴同步旋转，该至少两非接触式间隙位移传感器与凸轮的边缘相对设置，用于检测凸轮旋转的信号。

在上述的凸轮式扭振传感器中，所述凸轮可为三角凸轮或正弦凸轮。两个非接触式间隙位移传感器，位于三角凸轮的相对检测信号成180度信号相位角的位置。而两个非接触式间隙位移传感器位于正弦凸轮的相对检测信号成90度信号相位角的位置。

在上述的凸轮式扭振传感器中，还可包含齿盘及齿沿检测器。齿盘设于转轴上且与转轴同步旋转，齿盘的圆周上具有多个凸齿。齿沿检测器与齿盘的边缘相对设置。

本实用新型还提供一种凸轮式扭振测量仪，其具有上述的凸轮式扭振传感器。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，由于每个采样都能得到转角信息，同样的技术条件下(例如采样率、采样精度等)，可以得到比传统技术多得多的转角信息，大大提高测量的频率范围。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1A-1B是根据本实用新型一实施例的单齿的凸轮式扭振传感器结构图。

图2A-2B是图1所示凸轮式扭振传感器测量信号示意图。

图3A-3B示出图1所示凸轮式扭振传感器所测量的信号示意图。

图4根据本实用新型一实施例的的凸轮齿盘复合式扭振传感器结构图。

图5根据本实用新型另一实施例的的凸轮齿盘复合式扭振传感器测量信号示意图。

具体实施方式

本实用新型的实施例基于测量与转轴同步旋转凸轮的信号，得到转轴连续的瞬时转速。转轴的瞬时转速包含：平均转速和扭振转速合成的转速。

从原理上说，凸轮可以取任何形线。图1A-1B示例2种单齿的凸轮式扭振传感器结构图。其中图1A所示的为三角凸轮10a，其展开后为单边三角直线，图1B所示的为正弦齿轮10b，其展开后为正弦曲线。在具体实施时，可以采用多齿多段重复形线，提高测量性能。

三角凸轮10a或正弦凸轮10b设置在待测量扭矩的转轴20上，并随转轴20同步旋转。本实施例中采用两个非接触式间隙位移传感器31、32检测凸轮信号。其中，以转轴中心为顶点，单边三角直线的三角凸轮10a的两个凸轮转角检测的非接触式间隙位移传感器31、32相对成180度角，相应地，它们的检测信号相对成180度信号相位角，如图2A所示。图3A进一步示出两个传感器所测量的信号。

另外，以转轴中心为顶点，正弦曲线的正弦凸轮10b的两个凸轮转角检测的非接触式间隙位移传感器31、32相对成90度角，相应地，它们的检测信号相对成90度信号相位角，如图2B所示。图3B进一步示出两个传感器所测量的信号。

在本实用新型的实施例中，非接触式间隙位移传感器31、32可以采用任何检测非接触式间隙的位移传感器，包括光电、涡流、电容等形式。在一实施例中，为简化信号检出，可以针对非接触式间隙位移传感器的特性修正凸轮线型。

扭振传感器检测到的转角信号即是一种时域的振动信号，可以直接观察时域的振动波型；也可将时域的信号输入到频率分析仪器，得到振动信号频域的频谱。

根据需要，测量信号可以进行时域信号处理和/或频域信号处理，图1A、1B示出扭振测量仪所包含的一个用以进行这些处理的信号处理装置100。其中信号处理装置100可以进行以下的操作。