[发明专利]负载测量方法、负载测量装置和负载测量配置

说明书

为了通过主动磁化来改善负载测量的输出信号质量，本发明提供了一种用于测量测试对象(14)上的机械负载的负载测量方法，包括以下步骤：a)产生并施加磁场到所述测试对象(14)；b)通过第一磁场检测装置(20)检测由于所述测试对象(14)上的机械负载导致的由所述测试对象(14)改变的磁场，以产生第一测量信号(U1、UAB)，c)通过第二磁场检测装置(22)检测由于所述测试对象(14)上的机械负载导致的由所述测试对象(14)改变的磁场，以产生第二测量信号(U1、UAB)，d)根据所述第一测量信号(U1、UAB)和所述第二测量信号(U2、UAT)计算确定第三测量信号(UBT)，以及优选地包括以下步骤：e)与所述第一测量信号和第二测量信号中的一个(U2，UAT)和由计算确定的所述第三测量信号(UBT)形成差分，以产生输出信号，f)根据所述输出信号确定施加到所述测试对象(14)的所述机械负载。本发明还提供用于执行负载测量方法的相应的负载测量装置。

技术领域

本发明涉及一种用于测量测试对象上的机械负载的方法、装置和配置。负载定义为测试对象上的力、扭矩或机械应力。

背景技术

已知可以使用磁性测量方法来确定在铁磁物体上的物理测量值扭矩、力和位置。磁致弹性(或逆磁致伸缩)传感器或涡流传感器是最常用的。被使用的铁磁材料会在拉伸应力或压缩应力的影响下改变其磁导率(也称为维拉里效应)。在实践中，通常很难区分各个效应，只有涡流传感器更容易通过其频率依赖性与其他效应区分开。另外，物体的磁化状态通常是未知的，或者受物体的处理和操作的强烈影响，因此通常难以广泛的工业应用。另外，在使用该技术的通常非常恶劣的环境条件下(例如，但不仅限于重工业、齿轮、工程机械或农业机械中的液压系统等等)，通常无法预测磁化物体的使用寿命。

从EP3051265A1已知，可以使用千赫兹(kHz)范围内的交变磁场通过主动磁化来弥补该缺点。为此，使用发生器线圈和检测器线圈，即两个第一磁场检测线圈A1、A2和两个第二磁场检测线圈B1、B2以及中央的发生器线圈Lg以交叉布置(“X”形布置)。线圈对的差分A-B＝(A1+A2)-(B1+B2)以模拟信号处理方案来确定。

发明内容

基于现有技术，本发明的目的是提供一种具有改善的信号质量的负载测量方法、负载测量装置和负载测量配置。

为了实现该目的，本发明提供了根据独立权利要求的方法、装置和设置。

从属权利要求的主题为有利的设计。

优选地，利用有利的设计，尤其是具有改进的确定负载方向的可能性，应当能实现改善的信噪比。

特别优选的设计涉及一种扭矩传感器电路，该扭矩传感器电路具有最佳的信噪比而没有相位影响，或者涉及一种可以实现的方法。

根据第一方面，本发明提供一种用于测量测试对象上的机械负载的负载测量方法，该方法包括：

a)产生并施加磁场到测试对象，

b)通过第一磁场检测装置检测由于所述测试对象上的机械负载导致的由所述测试对象改变的磁场，以产生第一测量信号，

c)通过第二磁场检测装置检测由于所述测试对象上的机械负载导致的由所述测试对象改变的磁场，以产生第二测量信号，以及

d)根据第一测量信号和第二测量信号计算确定第三测量信号，并根据第一测量信号和第二测量信号中的至少一个以及第三测量信号确定负载。

优选地，该方法包括以下步骤：

e)根据所述第一测量信号和第二测量信号中的一个和计算确定的所述第三测量信号形成差分以产生输出信号；以及

f)根据所述输出信号确定施加到所述测试对象的所述机械负载。

优选地，步骤a)包括：

产生磁场，并将产生的磁场施加到测试对象。