一种发动机性能测试用锁相式扭矩传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种传感器，具体是指一种发动机性能测试用锁相式扭矩传感器。
【背景技术】
[0002]随着经济的不断发展，汽车已成为很多家庭中必不可少的交通工具。而发动机作为汽车的“心脏”，其性能的好坏则直接影响汽车的性能。因此，发动机在出厂前通常都会进行综合性能测试，而发动机的扭矩测试则是综合性能测试中很重要的步骤，其直接影响发动机的性能指数。然而，发动机在工作时其扭矩会发生变化，这时传统的扭矩传感器则无法稳定的检测到发动机的真实扭矩，因此给发动机性能评估带来的很大的障碍。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服传统的扭矩传感器在发动机扭矩发生变化时无法稳定的检测到发动机真实扭矩的缺陷，提供一种发动机性能测试用锁相式扭矩传感器。
[0004]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种发动机性能测试用锁相式扭矩传感器，主要由扭力轴、显示仪，设置在扭力轴上的集流环，粘贴在扭力轴上且与集流环相连接的应变片，与集流环相连接的振荡器，在集流环与显示仪之间还设置有信号锁相处理系统；所述信号锁相处理系统则由前端输入电路，与前端输入电路相连接的锁相电路，与锁相电路相连接的信号放大电路，与信号放大电路相连接的转换电路组成。
[0005]进一步的，所述的前端输入电路包括电阻R1，电阻R2，电感LI，电感L2，二极管D1，二极管D2，二极管D3以及电容Cl ;所述二极管Dl的P极接地、N极则经极性电容Cl后与二极管D2的N极相连接，电阻Rl的一端与二极管Dl的N极相连接、另一端则作为电路的一个输入极，电阻R2的一端与二极管Dl的N极相连接、另一端则与锁相电路相连接，电感L2的一端经电阻R2后与二极管Dl的N极相连接、另一端则与二极管D2的P极相连接，所述二极管D2的N极经电感LI后作为电路的另一输入极、P极与锁相电路相连接，二极管D3的N极与二极管D2的P极相连接、P极则与锁相电路相连接的同时接地。
[0006]所述的锁相电路由场效应管Q1，三极管VT1，三极管VT2，正极经电阻R3后与三极管VTl的发射极相连接、负极则与三极管VTl的基极相连接的极性电容C2，一端与三极管VTl的集电极相连接、另一端经电感L4后与三极管VT2的集电极相连接的电阻R4，一端与三极管VT2的基极相连接、另一端与信号放大电路相连接的电阻R6，以及一端经电感L3后与三极管VT2的基极相连接、另一端接地的电阻R5组成；所述场效应管Ql的栅极与二极管D3的N极相连接、源极与三极管VT2的基极相连接、其漏极则与三极管VTl的集电极相连接，所述三极管VTl的集电极与电阻R2和电感L2的连接点相连接、其基极则与信号放大电路相连接，所述三极管VT2的集电极分别与二极管D3的P极以及信号放大电路相连接、其发射极接地。
[0007]所述的信号放大电路由放大器Pl，三极管VT3，三极管VT4，正极经电阻R7后与三极管VTl的基极相连接、负极则与放大器Pl的正极相连接的极性电容C4，正极经电阻R8后与放大器Pl的负极相连接、负极则经电阻R6后与三极管VT2的基极相连接的极性电容C3，正极与极性电容C3的负极相连接、负极与转换电路相连接的电极电容C5，一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端与放大器Pl的负极相连接的电阻R9，一端与三极管VT4的基极相连接、另一端与三极管VTl的基极相连接的电阻R10，以及N极与三极管VTl的基极相连接、P极接地的稳压二极管D4组成；所述三极管VT3的基极与三极管VT2的集电极相连接、其发射极与极性电容C3的负极相连接、集电极与三极管VTl的基极相连接，所述三极管VT4的集电极和放大器Pl的输出端分别与转换电路相连接。
[0008]所述的转换电路由转换芯片U，场效应管Q2，三极管VT5，三极管VT6，或非门A，P极与或非门A的负极相连接、N极与转换芯片U的IN+管脚相连接的二极管D5，N极与场效应管Q2的漏极相连接、P极则经电阻R12后与转换芯片U的OUT管脚相连接的二极管D6，一端与三极管VT5的基极相连接、另一端则与场效应管Q2的源极相连接的电阻Rll组成；所述或非门A的正极与三极管VT4的集电极相连接、输出端则与三极管VT5的发射极相连接，所述转换芯片U的IN+管脚与放大器Pl的输出端相连接、其IN-管脚则与极性电容C5的负极相连接、GND管脚接地、OUT管脚还与场效应管Q2的栅极相连接、VCC管脚接15V电压，所述三极管VT5的基极与或非门A的输出端相连接、集电极与三极管VT6的基极相连接，三极管VT6的集电极与三极管VT5的发射极相连接、其发射极则与二极管D6的P极相连接。
[0009]所述的转换芯片U为LM393型集成芯片。
[0010]本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
(I)本发明可以对扭矩的信号频率进行锁相处理，使输入的频率与输出的频率相等，使发动机扭矩在发生变化后还可以准确的测量出发动机的实时扭矩。
[0011](2)本发明可以提高抗干扰能力，使信号在传输的过程中免受外界因素的干扰，因此其扭矩量测更加稳定。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的信号锁相处理系统电路结构示意图。
[0013]以上附图中的附图标记名称为:
I一扭力轴，2—应变片，3—集流环，4一振荡器，5—信号锁相处理系统，6—显示仪，51 一前端输入电路，52一锁相电路，53一彳目号放大电路，54一转换电路。
【具体实施方式】
[0014]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例
[0015]如图1所示，本发明主要由安装在发动机转轴上且作为机械转换元件的扭力轴1，显示仪6，设置在扭力轴I上的集流环3，粘贴在扭力轴I上且与集流环3相连接的应变片2，与集流环3相连接的振荡器4，为了实现本发明的目的，本发明在集流环3与显示仪6之间还设置有信号锁相处理系统5。
[0016]工作时，当发动机转动扭力轴I则被带动，再通过应变片2的变形来测量扭力轴I的扭矩信号，并把信号输送给集流环3。集流环3的作用是将应变片2的引线从旋转着的扭力轴I上引出，即应变片2所采集到的扭矩信号由集流环3传输给振荡器4和信号锁相处理系统5 ;显示仪6用于显示发动机扭矩值。其中，显示仪6、扭力轴1、应变片2、集流环3以及振荡器4均采用现有的技术即可实现，而信号锁相处理系统5作为本发明的扭矩信号处理系统则为本发明的重点所在。
[0017]如图2所示，该信号锁相处理系统5由前端输入电路51，与前端输入电路51相连接的锁相电路52，与锁相电路52相连接的信号放大电路53，与信号放大电路53相连接的转换电路54组成。
[0018]所述的前端输入电路51包括电阻R1，电阻R2，电感LI，电感L2，二极管D1，二极管D2，二极管D3以及电容Cl。连接时，所述二极管Dl的P极接地、N极则经极性电容Cl后与二极管D2的N极相连接，电阻Rl的一端与二极管Dl的N极相连接、另一端则作为电路的一个输入极，电阻R2的一端与二极管Dl的N极相连接、另一端则与锁相电路52相连接，电感L2的一端经电阻R2后与二极管Dl的N极相连接、另一端则与二极管D2的p极相连接，所述二极管D2的N极经电感LI后作为电路的另一输入极、P极与锁相电路52相连接，二极管D3的N极与二极管D2的P极相连接、P极则与锁相电路52相连接的同时接地。
[0019]锁相电路52可以对扭矩信号进行相位处理，处理后的相位更加稳定，其由场效应管Ql，三极管VTl，三极管VT2，正极经电阻R3后与三极管VTl的发射极相连接、负极则与三极管VTl的基极相连接的极性电容C2，一端与三极管VTl的集电极相连接、另一端经电感L4后与三极管VT2的集电极相连接的电阻R4，一端与三