[发明专利]一种磁聚焦式转速、扭矩一体化传感器及转速、扭矩计算方法

说明书

一种磁聚焦式转速、扭矩一体化传感器及转速、扭矩计算方法属于传感器领域；现有传感器结构复杂，才能提取线性信号；本装置包括轴输入采集端和轴输出采集端结构相同，分别设置在轴输入端和轴输出端；轴输入采集端包括激励线圈，形状为弯曲成圆弧状矩形；印制在柔性电路板上，若干层的柔性电路板层层叠加，形成金字塔式排列的激励线圈，若干的柔性电路板固定于罩壳内部，罩壳上的罩壳把手内设置有定子处理电路；罩壳通过罩壳把手固定内部柔性电路板和定子处理电路，并贴于待测轴的轴输入端上；接收线圈为首尾相连的矩形，转子电路板上印制有转子信号处理电路；本装置提取的信号为高低电平形式，结构简单；本方法1和本方法2计算方法简单、准确。

技术领域

本发明属于传感器领域，尤其涉及一种磁聚焦式转速、扭矩一体化传感器及转速、扭矩计算方法。

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、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

对于转速的测量，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。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种磁聚焦式转速、扭矩一体化传感器及转速、扭矩计算方法，本装置的传感器内部只存在激励线圈的交变磁场，无需解构，本装置由于磁场聚焦于一点，提取的信号是高低电平形式，算法简单，精度高；有效的解决了现有传感器需要复杂的解耦结构，才能提取出线性信号的技术问题；本方法1和本方法2能够根据本装置提供的数据进行计算得到准确的转速和扭矩，计算方法简单、准确。

本发明的技术方案：

技术方案一

一种磁聚焦式转速、扭矩一体化传感器，包括待测轴、轴输入采集端和轴输出采集端；所述轴输入采集端和轴输出采集端结构相同，分别设置在轴输入端和轴输出端；所述轴输入采集端包括若干激励线圈、罩壳、罩壳把手、接收线圈和转子电路板；所述激励线圈采用矩形激励线圈，形状为弯曲成圆弧状矩形；所述激励线圈印制在激励线圈柔性电路板上，每层激励线圈柔性电路板印制一个激励线圈，若干层的激励线圈柔性电路板层层叠加，形成金字塔式排列的激励线圈，所述若干的激励线圈柔性电路板固定于罩壳内部，所述罩壳上设置有罩壳把手，所述罩壳把手内设置有定子处理电路；所述罩壳通过罩壳把手固定内部激励线圈柔性电路板和定子处理电路，并贴于待测轴的轴输入端上；所述接收线圈为首尾相连面积相同的矩形，印制在接收线圈柔性电路板上，所述转子电路板上印制有转子信号处理电路；所述接收线圈和转子电路板固定在待测轴的轴输入端上，且罩壳与轴输入端之间，随轴输入端转动。

进一步地，所述定子处理电路包括定子电源模块、定子无线接收模块和定子芯片模块。

进一步地，所述转子信号处理电路包括转子电源模块、转子无线发送模块和转子芯片模块。

进一步地，所述罩壳把手上设置有开孔，用于引出导线。

技术方案二

一种基于技术方案一所述一种磁聚焦式转速、扭矩一体化传感器实现的转速计算方法，包括以下步骤：

步骤a、将激励线圈通高频交流电流，空间内产生交变磁场，根据激励线圈的空间分布，使磁场聚焦于待测轴上一点，所述点正好位于接收线圈矩形内部；