電動(dòng)執(zhí)行器的一種力矩采集電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)執(zhí)行器的一種力矩采集電路，包括：用于采集電流并進(jìn)行電流放大的第一電路部分；用于采集電壓并進(jìn)行電壓整形的第二電路部分；以及模擬開(kāi)關(guān)部分；第一電路部分包括第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器；第二電路部分包括變壓隔離器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器；采樣電壓通過(guò)第十保護(hù)電阻、第十一保護(hù)電阻與變壓隔離器的輸入側(cè)電連接；變壓隔離器輸出側(cè)的一端接地，另一端與第三運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子電連接，第一運(yùn)算放大器的輸出端子通過(guò)第五電阻與四雙向模擬開(kāi)關(guān)的第三引腳電連接；第四運(yùn)算放大器的輸出端子與四雙向模擬開(kāi)關(guān)的第五引腳電連接；四雙向模擬開(kāi)關(guān)的第四引腳接地。
【專利說(shuō)明】
電動(dòng)執(zhí)行器的一種力矩采集電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)執(zhí)行器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及電動(dòng)執(zhí)行器的一種力矩采集電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，傳統(tǒng)電動(dòng)執(zhí)行器的力矩采樣均為電流信號(hào)采集方法，眾所周知，在理論上，力矩計(jì)算公式為:T = K*U*I*C0SW;其中:T為力矩，K為系數(shù)，U為電壓，I為電流，Ψ為電壓電流相位角;表示電動(dòng)機(jī)力矩和電壓、電壓電流相位角成比例關(guān)系。但是在傳統(tǒng)單純采樣電流的方案中，由于不具備采集電壓的方案，因此無(wú)法獲知電壓電流相位角Ψ，進(jìn)而導(dǎo)致測(cè)出的力矩誤差比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種電動(dòng)執(zhí)行器的力矩采集電路，使其與傳統(tǒng)技術(shù)相比較，具有更高的精度。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:
[0005]—種電動(dòng)執(zhí)行器的一種力矩米集電路，至少包括:
[0006]用于采集電流并進(jìn)行電流放大的第一電路部分;所述第一電路部分包括第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器;其中:采樣電流通過(guò)第二電阻與第一運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子電連接;采樣電流通過(guò)第一電阻接地;第一運(yùn)算放大器的正極輸入端子通過(guò)第四電阻接地;第一運(yùn)算放大器的負(fù)極通過(guò)第三電阻與第一運(yùn)算放大器的輸出端子電連接;在所述第三電阻的兩端并聯(lián)有第一電容;第一運(yùn)算放大器的輸出端子依次通過(guò)第五電阻和第六電阻與第二運(yùn)算放大器的正極輸入端子電連接;第一運(yùn)算放大器的輸出端子通過(guò)第七電阻與第二運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子電連接;第二運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子通過(guò)第八電阻與第二運(yùn)算放大器的輸出端子電連接;在所述第八電阻的兩端并聯(lián)有第二電容;第二運(yùn)算放大器的輸出端子電連接有第九電阻；
[0007]用于采集電壓并進(jìn)行電壓整形的第二電路部分;所述第二電路部分包括變壓隔離器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器;采樣電壓通過(guò)第十保護(hù)電阻、第十一保護(hù)電阻與變壓隔離器的輸入側(cè)電連接;所述變壓隔離器輸出側(cè)的一端接地，另一端與第三運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子電連接，第三運(yùn)算放大器的正極輸入端子通過(guò)第十二電阻接地;第三運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子通過(guò)第十三電阻與第三運(yùn)算放大器的輸出端子電連接;在所述第十三電阻的兩端并聯(lián)有第三電容;第三運(yùn)算放大器的輸出端子通過(guò)第十四電阻與第四運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子電連接，所述第四運(yùn)算放大器的正極輸入端子通過(guò)第十五電阻接地；
[0008]以及模擬開(kāi)關(guān)部分;所述模擬開(kāi)關(guān)部分為型號(hào)為CD4066的四雙向模擬開(kāi)關(guān);其中:
[0009]第一運(yùn)算放大器的輸出端子通過(guò)第五電阻與四雙向模擬開(kāi)關(guān)的第三引腳電連接；第四運(yùn)算放大器的輸出端子與四雙向模擬開(kāi)關(guān)的第五引腳電連接；四雙向模擬開(kāi)關(guān)的第四引腳接地。
[0010]進(jìn)一步:所述第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器的型號(hào)均為L(zhǎng)M258。
[0011 ]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0012]通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本專利能夠準(zhǔn)確獲知電流I，電壓U，進(jìn)而提高力矩的采樣精度。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明優(yōu)先實(shí)施例的電路圖。
[0014]其中:1、第一電路部分;2、第二電路部分;3、模擬開(kāi)關(guān)部分。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下:
[0016]請(qǐng)參閱圖1，一種電動(dòng)執(zhí)行器的一種力矩采集電路，包括:
[0017]用于采集電流并進(jìn)行電流放大的第一電路部分I;所述第一電路部分包括第一運(yùn)算放大器UIB和第二運(yùn)算放大器UIA;其中:采樣電流通過(guò)第二電阻R2與第一運(yùn)算放大器UIB的負(fù)極輸入端子電連接;采樣電流通過(guò)第一電阻Rl接地;第一運(yùn)算放大器的正極輸入端子通過(guò)第四電阻R4接地;第一運(yùn)算放大器UIB的負(fù)極通過(guò)第三電阻R3與第一運(yùn)算放大器UIB的輸出端子電連接;在所述第三電阻R3的兩端并聯(lián)有第一電容Cl;第一運(yùn)算放大器UIB的輸出端子依次通過(guò)第五電阻R5和第六電阻R6與第二運(yùn)算放大器UIA的正極輸入端子電連接;第一運(yùn)算放大器UIB的輸出端子通過(guò)第七電阻R7與第二運(yùn)算放大器UIA的負(fù)極輸入端子電連接;第二運(yùn)算放大器UIA的負(fù)極輸入端子通過(guò)第八電阻與第二運(yùn)算放大器UIA的輸出端子電連接;在所述第八電阻R8的兩端并聯(lián)有第二電容C2;第二運(yùn)算放大器UIA的輸出端子電連接有第九電阻R9;
[0018]用于采集電壓并進(jìn)行電壓整形的第二電路部分2;所述第二電路部分包括變壓隔離器Tl、第三運(yùn)算放大器U2B、第四運(yùn)算放大器U2A;采樣電壓通過(guò)第十保護(hù)電阻R10、第^^一保護(hù)電阻Rll與變壓隔離器Tl的輸入側(cè)電連接;所述變壓隔離器Tl輸出側(cè)的一端接地，另一端與第三運(yùn)算放大器U2B的負(fù)極輸入端子電連接，第三運(yùn)算放大器U2B的正極輸入端子通過(guò)第十二電阻R12接地;第三運(yùn)算放大器U2B的負(fù)極輸入端子通過(guò)第十三電阻R13與第三運(yùn)算放大器U2B的輸出端子電連接;在所述第十三電阻R13的兩端并聯(lián)有第三電容C3;第三運(yùn)算放大器U2B的輸出端子通過(guò)第十四電阻與第四運(yùn)算放大器U2A的負(fù)極輸入端子電連接，所述第四運(yùn)算放大器U2A的正極輸入端子通過(guò)第十五電阻Rl 5接地；
[0019]以及模擬開(kāi)關(guān)部分3;所述模擬開(kāi)關(guān)部分為型號(hào)為CD4066的四雙向模擬開(kāi)關(guān)U3;
[0020]其中:
[0021]第一運(yùn)算放大器UlB的輸出端子通過(guò)第五電阻R5與四雙向模擬開(kāi)關(guān)的第三引腳電連接;第四運(yùn)算放大器U2A的輸出端子與四雙向模擬開(kāi)關(guān)U3的第五引腳電連接；四雙向模擬開(kāi)關(guān)U3的第四引腳接地。
[0022]進(jìn)一步:所述第一運(yùn)算放大器U1B、第二運(yùn)算放大器U1A、第三運(yùn)算放大器U2B、第四運(yùn)算放大器U2A的型號(hào)均為L(zhǎng)M258;
[0023]上述優(yōu)選實(shí)施例中的技術(shù)方案同時(shí)采集電流信號(hào)和電壓信號(hào)、經(jīng)過(guò)放大后由模擬開(kāi)關(guān)模擬乘法運(yùn)算。
[0024]如圖1所示:I為經(jīng)過(guò)電流互感器采集的電流交流信號(hào)，電流信號(hào)經(jīng)過(guò)兩個(gè)運(yùn)算放大器放大。L為電壓信號(hào)，電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)精密變壓器隔離，經(jīng)過(guò)兩個(gè)運(yùn)算放大器放大整形為梯形波，梯形波相位和L輸入信號(hào)相同，梯形波寬度正比于L輸入信號(hào)。
[0025]模擬開(kāi)關(guān)部分3由模擬開(kāi)關(guān)U3(CD4066)組成，當(dāng)電壓信號(hào)為正時(shí)U3-5腳控制信號(hào)為低電平，模擬開(kāi)關(guān)輸出程高阻狀態(tài)，電流信號(hào)可以通過(guò);當(dāng)電壓信號(hào)為負(fù)時(shí)U3-5腳控制信號(hào)為高電平，模擬開(kāi)關(guān)輸出和U3-4腳導(dǎo)通，電流信號(hào)被截至。
[0026]當(dāng)電壓信號(hào)和電流信號(hào)相位相同時(shí)，電流信號(hào)正半波通過(guò)，負(fù)半波被截至，得到的力矩值最大;當(dāng)電壓信號(hào)和電流信號(hào)有相位差時(shí)，相位差越大，得到的力矩值越小。
[0027]同時(shí)，梯形波脈寬正比于電壓信號(hào)幅值，電壓值越高，梯形波脈寬越寬，電流信號(hào)導(dǎo)通時(shí)間也越長(zhǎng)，得到的力矩值也越大。
[0028]以上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動(dòng)執(zhí)行器的一種力矩采集電路，其特征在于:至少包括: 用于采集電流并進(jìn)行電流放大的第一電路部分;所述第一電路部分包括第一運(yùn)算放大器和第二運(yùn)算放大器;其中:采樣電流通過(guò)第二電阻與第一運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子電連接;采樣電流通過(guò)第一電阻接地;第一運(yùn)算放大器的正極輸入端子通過(guò)第四電阻接地;第一運(yùn)算放大器的負(fù)極通過(guò)第三電阻與第一運(yùn)算放大器的輸出端子電連接;在所述第三電阻的兩端并聯(lián)有第一電容;第一運(yùn)算放大器的輸出端子依次通過(guò)第五電阻和第六電阻與第二運(yùn)算放大器的正極輸入端子電連接;第一運(yùn)算放大器的輸出端子通過(guò)第七電阻與第二運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子電連接;第二運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子通過(guò)第八電阻與第二運(yùn)算放大器的輸出端子電連接;在所述第八電阻的兩端并聯(lián)有第二電容;第二運(yùn)算放大器的輸出端子電連接有第九電阻； 用于采集電壓并進(jìn)行電壓整形的第二電路部分;所述第二電路部分包括變壓隔離器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器;采樣電壓通過(guò)第十保護(hù)電阻、第十一保護(hù)電阻與變壓隔離器的輸入側(cè)電連接;所述變壓隔離器輸出側(cè)的一端接地，另一端與第三運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子電連接，第三運(yùn)算放大器的正極輸入端子通過(guò)第十二電阻接地;第三運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子通過(guò)第十三電阻與第三運(yùn)算放大器的輸出端子電連接;在所述第十三電阻的兩端并聯(lián)有第三電容;第三運(yùn)算放大器的輸出端子通過(guò)第十四電阻與第四運(yùn)算放大器的負(fù)極輸入端子電連接，所述第四運(yùn)算放大器的正極輸入端子通過(guò)第十五電阻接地； 以及模擬開(kāi)關(guān)部分;所述模擬開(kāi)關(guān)部分為型號(hào)為CD4066的四雙向模擬開(kāi)關(guān);其中: 第一運(yùn)算放大器的輸出端子通過(guò)第五電阻與四雙向模擬開(kāi)關(guān)的第三引腳電連接;第四運(yùn)算放大器的輸出端子與四雙向模擬開(kāi)關(guān)的第五引腳電連接;四雙向模擬開(kāi)關(guān)的第四引腳接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)執(zhí)行器的一種力矩采集電路，其特征在于:所述第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第三運(yùn)算放大器、第四運(yùn)算放大器的型號(hào)均為L(zhǎng)M258。
【文檔編號(hào)】G01L3/00GK106066223SQ201610506724
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日 公開(kāi)號(hào)201610506724.2, CN 106066223 A, CN 106066223A, CN 201610506724, CN-A-106066223, CN106066223 A, CN106066223A, CN201610506724, CN201610506724.2
【發(fā)明人】安文彬, 宋喆, 張中遠(yuǎn), 桑衛(wèi)東, 王丹
【申請(qǐng)人】天津市津達(dá)執(zhí)行器有限公司