电动执行器的一种力矩采集电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电动执行器的一种力矩采集电路，包括：用于采集电流并进行电流放大的第一电路部分；用于采集电压并进行电压整形的第二电路部分；以及模拟开关部分；第一电路部分包括第一运算放大器和第二运算放大器；第二电路部分包括变压隔离器、第三运算放大器、第四运算放大器；采样电压通过第十保护电阻、第十一保护电阻与变压隔离器的输入侧电连接；变压隔离器输出侧的一端接地，另一端与第三运算放大器的负极输入端子电连接，第一运算放大器的输出端子通过第五电阻与四双向模拟开关的第三引脚电连接；第四运算放大器的输出端子与四双向模拟开关的第五引脚电连接；四双向模拟开关的第四引脚接地。
【专利说明】
电动执行器的一种力矩采集电路
技术领域
[0001]本发明涉及电动执行器设备技术领域，特别是涉及电动执行器的一种力矩采集电路。
【背景技术】
[0002]目前，传统电动执行器的力矩采样均为电流信号采集方法，众所周知，在理论上，力矩计算公式为:T = K*U*I*C0SW;其中:T为力矩，K为系数，U为电压，I为电流，Ψ为电压电流相位角;表示电动机力矩和电压、电压电流相位角成比例关系。但是在传统单纯采样电流的方案中，由于不具备采集电压的方案，因此无法获知电压电流相位角Ψ，进而导致测出的力矩误差比较大。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是:提供一种电动执行器的力矩采集电路，使其与传统技术相比较，具有更高的精度。
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:
[0005]—种电动执行器的一种力矩米集电路，至少包括:
[0006]用于采集电流并进行电流放大的第一电路部分;所述第一电路部分包括第一运算放大器和第二运算放大器;其中:采样电流通过第二电阻与第一运算放大器的负极输入端子电连接;采样电流通过第一电阻接地;第一运算放大器的正极输入端子通过第四电阻接地;第一运算放大器的负极通过第三电阻与第一运算放大器的输出端子电连接;在所述第三电阻的两端并联有第一电容;第一运算放大器的输出端子依次通过第五电阻和第六电阻与第二运算放大器的正极输入端子电连接;第一运算放大器的输出端子通过第七电阻与第二运算放大器的负极输入端子电连接;第二运算放大器的负极输入端子通过第八电阻与第二运算放大器的输出端子电连接;在所述第八电阻的两端并联有第二电容;第二运算放大器的输出端子电连接有第九电阻；
[0007]用于采集电压并进行电压整形的第二电路部分;所述第二电路部分包括变压隔离器、第三运算放大器、第四运算放大器;采样电压通过第十保护电阻、第十一保护电阻与变压隔离器的输入侧电连接;所述变压隔离器输出侧的一端接地，另一端与第三运算放大器的负极输入端子电连接，第三运算放大器的正极输入端子通过第十二电阻接地;第三运算放大器的负极输入端子通过第十三电阻与第三运算放大器的输出端子电连接;在所述第十三电阻的两端并联有第三电容;第三运算放大器的输出端子通过第十四电阻与第四运算放大器的负极输入端子电连接，所述第四运算放大器的正极输入端子通过第十五电阻接地；
[0008]以及模拟开关部分;所述模拟开关部分为型号为CD4066的四双向模拟开关;其中:
[0009]第一运算放大器的输出端子通过第五电阻与四双向模拟开关的第三引脚电连接；第四运算放大器的输出端子与四双向模拟开关的第五引脚电连接；四双向模拟开关的第四引脚接地。
[0010]进一步:所述第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器的型号均为LM258。
[0011 ]本发明具有的优点和积极效果是:
[0012]通过采用上述技术方案，本专利能够准确获知电流I，电压U，进而提高力矩的采样精度。
【附图说明】
[0013]图1是本发明优先实施例的电路图。
[0014]其中:1、第一电路部分;2、第二电路部分;3、模拟开关部分。
【具体实施方式】
[0015]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0016]请参阅图1，一种电动执行器的一种力矩采集电路，包括:
[0017]用于采集电流并进行电流放大的第一电路部分I;所述第一电路部分包括第一运算放大器UIB和第二运算放大器UIA;其中:采样电流通过第二电阻R2与第一运算放大器UIB的负极输入端子电连接;采样电流通过第一电阻Rl接地;第一运算放大器的正极输入端子通过第四电阻R4接地;第一运算放大器UIB的负极通过第三电阻R3与第一运算放大器UIB的输出端子电连接;在所述第三电阻R3的两端并联有第一电容Cl;第一运算放大器UIB的输出端子依次通过第五电阻R5和第六电阻R6与第二运算放大器UIA的正极输入端子电连接;第一运算放大器UIB的输出端子通过第七电阻R7与第二运算放大器UIA的负极输入端子电连接;第二运算放大器UIA的负极输入端子通过第八电阻与第二运算放大器UIA的输出端子电连接;在所述第八电阻R8的两端并联有第二电容C2;第二运算放大器UIA的输出端子电连接有第九电阻R9;
[0018]用于采集电压并进行电压整形的第二电路部分2;所述第二电路部分包括变压隔离器Tl、第三运算放大器U2B、第四运算放大器U2A;采样电压通过第十保护电阻R10、第^^一保护电阻Rll与变压隔离器Tl的输入侧电连接;所述变压隔离器Tl输出侧的一端接地，另一端与第三运算放大器U2B的负极输入端子电连接，第三运算放大器U2B的正极输入端子通过第十二电阻R12接地;第三运算放大器U2B的负极输入端子通过第十三电阻R13与第三运算放大器U2B的输出端子电连接;在所述第十三电阻R13的两端并联有第三电容C3;第三运算放大器U2B的输出端子通过第十四电阻与第四运算放大器U2A的负极输入端子电连接，所述第四运算放大器U2A的正极输入端子通过第十五电阻Rl 5接地；
[0019]以及模拟开关部分3;所述模拟开关部分为型号为CD4066的四双向模拟开关U3;
[0020]其中:
[0021]第一运算放大器UlB的输出端子通过第五电阻R5与四双向模拟开关的第三引脚电连接;第四运算放大器U2A的输出端子与四双向模拟开关U3的第五引脚电连接；四双向模拟开关U3的第四引脚接地。
[0022]进一步:所述第一运算放大器U1B、第二运算放大器U1A、第三运算放大器U2B、第四运算放大器U2A的型号均为LM258;
[0023]上述优选实施例中的技术方案同时采集电流信号和电压信号、经过放大后由模拟开关模拟乘法运算。
[0024]如图1所示:I为经过电流互感器采集的电流交流信号，电流信号经过两个运算放大器放大。L为电压信号，电压信号经过精密变压器隔离，经过两个运算放大器放大整形为梯形波，梯形波相位和L输入信号相同，梯形波宽度正比于L输入信号。
[0025]模拟开关部分3由模拟开关U3(CD4066)组成，当电压信号为正时U3-5脚控制信号为低电平，模拟开关输出程高阻状态，电流信号可以通过;当电压信号为负时U3-5脚控制信号为高电平，模拟开关输出和U3-4脚导通，电流信号被截至。
[0026]当电压信号和电流信号相位相同时，电流信号正半波通过，负半波被截至，得到的力矩值最大;当电压信号和电流信号有相位差时，相位差越大，得到的力矩值越小。
[0027]同时，梯形波脉宽正比于电压信号幅值，电压值越高，梯形波脉宽越宽，电流信号导通时间也越长，得到的力矩值也越大。
[0028]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种电动执行器的一种力矩采集电路，其特征在于:至少包括: 用于采集电流并进行电流放大的第一电路部分;所述第一电路部分包括第一运算放大器和第二运算放大器;其中:采样电流通过第二电阻与第一运算放大器的负极输入端子电连接;采样电流通过第一电阻接地;第一运算放大器的正极输入端子通过第四电阻接地;第一运算放大器的负极通过第三电阻与第一运算放大器的输出端子电连接;在所述第三电阻的两端并联有第一电容;第一运算放大器的输出端子依次通过第五电阻和第六电阻与第二运算放大器的正极输入端子电连接;第一运算放大器的输出端子通过第七电阻与第二运算放大器的负极输入端子电连接;第二运算放大器的负极输入端子通过第八电阻与第二运算放大器的输出端子电连接;在所述第八电阻的两端并联有第二电容;第二运算放大器的输出端子电连接有第九电阻； 用于采集电压并进行电压整形的第二电路部分;所述第二电路部分包括变压隔离器、第三运算放大器、第四运算放大器;采样电压通过第十保护电阻、第十一保护电阻与变压隔离器的输入侧电连接;所述变压隔离器输出侧的一端接地，另一端与第三运算放大器的负极输入端子电连接，第三运算放大器的正极输入端子通过第十二电阻接地;第三运算放大器的负极输入端子通过第十三电阻与第三运算放大器的输出端子电连接;在所述第十三电阻的两端并联有第三电容;第三运算放大器的输出端子通过第十四电阻与第四运算放大器的负极输入端子电连接，所述第四运算放大器的正极输入端子通过第十五电阻接地； 以及模拟开关部分;所述模拟开关部分为型号为CD4066的四双向模拟开关;其中: 第一运算放大器的输出端子通过第五电阻与四双向模拟开关的第三引脚电连接;第四运算放大器的输出端子与四双向模拟开关的第五引脚电连接;四双向模拟开关的第四引脚接地。2.根据权利要求1所述的电动执行器的一种力矩采集电路，其特征在于:所述第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器的型号均为LM258。
【文档编号】G01L3/00GK106066223SQ201610506724
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月30日 公开号201610506724.2, CN 106066223 A, CN 106066223A, CN 201610506724, CN-A-106066223, CN106066223 A, CN106066223A, CN201610506724, CN201610506724.2
【发明人】安文彬, 宋喆, 张中远, 桑卫东, 王丹
【申请人】天津市津达执行器有限公司