非接触式扭矩传感器电路原理
摘 要
本次设计任务是设计一个针对非接触式传感器电路部分的自动测试系统。因此，需要了解该电路的基本知识，即电路原理。
【关键词】非接触式 扭矩 传感器 电路原理
1 电路原理图分析
本次设计任务是设计一个针对非接触式传感器电路部分的自动测试系统。因此，需要了解该电路的基本知识。其中涉及到模拟电路、信号与系统等学科的知识。本文中将对电路的各个模块进行工作原理的阐述和数学模型的分析。
电路图如图1.1所示。
该电路主要有三个模块构成，分别是振荡电路模块、信号电路调试模块、减法器电路模块。在该振荡电路中，留有TP5，TP7，TP6，TP4，TP3，TP2六个测试接口。通过在正常工作状态下对这五个引脚输出信号的测量与判断可以得到电路是否正常工作。在本次设计中，为了检测震荡电路是否符合条件，需要对TP2的输出信号进行测试，采用示波器卡对振荡器的输出波形进行采集并分析，得到频率ftp2，波形电压峰-峰值Vpp，波形电压最大值Vmax，波形电压最小值Vmin，并判断它们是否符合要求。若TP2为符合条件的波形。则可判断该振荡电路模块可正常工作。
2 信号调理电路模块
信号调理模块有header2X2部分和两个由LM2903组成的减法电路模块组成。
Header2X2中为两个电感和两个电阻组成的桥，其中。1，3端口所接为可变电感，TP10的输出波形发生变化，2，4端口所接为固定电感，TP9输出波形为固定波形。由LM2903组成的电路为求电感桥电路输出波形的最小值的电路。
电路结构图如图2.1所示。
该信号调理电路共有TP9～TP21 共12个测试端口。在测试时采用AD转换卡测量两个由LM2903构成的信号调理电路的输出VTP18和VTP19的电压，并判断它们是否符合要求。同时采用示波卡测量测量TP13和TP16的波形，并提取波形的各项特征参数（如均值、峰峰值、波形因数等），并判断它们是否符合要求。
3 减法电路模块
减法电路的作用是将信号调试电路输出的两路波形信号，即通过电感桥后波形的最小电压值做相减。该模块电路主要由两个放大电路模块组成。采用的运放芯片为INA2331。
减法电路模块如图3.1所示。
该减法电路模块共有TP22～TP29共8个测试点。在实际测试中需要通过AD模块测量两个仪表放大电路的输出电压VTP28、VTP29和调零电压VTP23、VTP22，并根据之前测量得到的VTP18和VTP19判断两个仪表放大电路是否正常工作。对于VTP28 、VTP29的要求为他们的差应该在一定误差内。
参考文献
[1]包寿红，罗嗣周.非接触式扭矩传感器在EPS中的应用.[J].2010 06：25.
[2]蔡丽.传感器与检测技术应用[M].北京：冶金工业出版社，2013.
[3] Msahiko Kurishige， K.et.al. A New Electric Current Control Strategy forEPS Motors[J]，SAE Paper， 2001.01，0484.
[4]Chanhun Park. Development of an Intelligent Safe Robot with Joint Torque Sensors[J].Proceedings of 2010 International Conference on Circuit and Signal Processing & 2010 Second IITA International Joint Conference on Artificial Intelligenc.2010-12-25.
作者单位
大连理工大学电子信息与电气工程学部电气工程及其自动化专业 辽宁省大连市 116024