JN338智能数字式转矩转速传感器及其应用

●零转矩：１０ｋＨｚ±５０Ｈｚ；

●正向旋转满量程：１５ｋＨｚ±５０Ｈｚ；

●反向旋转满量程：５ｋＨｚ±５０Ｈｚ；

●信号幅值：０～８Ｖ；负载电流：４０ｍＡ。

在有效的量程范围内，传感器的转矩频率输出与对应的转矩值基本上成线性关系，实际应用中，如果测量准确度要求不超过标称值，一般不需要通过逐段参数标定来完成计算。

●转矩输出

下面给出转矩测量计算公式：

正向转矩输出值为：Ｍｐ＝Ｎ（ｆ－ｆ０）／（ｆｐ－ｆ０）

反向转矩输出值为：Ｍｒ＝Ｎ（ｆ０－ｆ）／（ｆ０－ｆｒ）

上两式中：Ｍｐ：正向转矩；Ｍｒ：反向转矩；Ｎ：转矩满量程；ｆｐ：正向满量程输出频率值（ｋＨｚ）；ｆｒ：反向满量程输出频率值（ｋＨｚ）；ｆ：实测转矩输出频率值。

●转速输出

该装置的转速输出值为：

Ｎ＝６０ｆ／ｚ

式中，Ｎ为转速（ｒ／ｍｉｎ）；ｆ为实测转速输出频率值（ｋＨｚ）；Ｚ为传感器测速齿数，这里Ｚ取６０。

转矩值与输出频率值的对应曲线如图３所示。

４　具体应用

４．１ 应用电路设计

由于ＪＮ３３８的输出为频率量的数字信号，故该传感器可方便地与计算机或单片机接口。与计算机进行接口需扩展一块基于ＩＳＡ总线或ＰＣＩ总线的多通道定时／计数器板卡，如“中泰” 光隔定时计数器板卡ＰＣ－６５０３、ＰＣ－６５０８等。图４给出了与单片机接口构成的智能转矩转速测量仪的硬件电路结构框图。图中，ＪＮ３３８转矩传感器输出的转矩及转速信号经光耦隔离后送入单片机的Ｔ０、Ｔ１计数器，然后由Ｔ０和Ｔ１完成测频计数功能，秒脉冲闸门由Ｔ２提供。这其中光耦的作用，一是电平转换，把转矩转速信号电平转换成ＴＴＬ电平，二是提高单片机的抗干扰能力并保护单片机。

由单片机完成相应的转矩、转速值的运算后，即可将转矩、转速及轴功率等参数保存并显示输出。本系统以ＡＴ８９Ｃ５２单片机为核心?由ＩＭＰ８１３Ｌ构成电源监控及看门狗电路以提高系统工作的可靠性，系统中扩展了一片Ｉ２Ｃ总线串行铁电存储器ＦＭ２４２５６，它的主要作用是存储参数设定值及采集的转矩转速值。内含ＧＢ２３１２中文汉字库的图形点阵液晶显示模块ＯＣＭＪ４Ｘ８Ｃ可用于构成中文人机显示界面，ＩＣＬ２３２的作用是将单片机的ＴＴＬ电平转换为ＲＳ－２３２电平，以便于和上位计算机进行通信。

４．２ 安装使用注意事项

安装使用ＪＮ３３８传感器时?应注意以下几点?

（１）应使用两组联轴器将传感器安装在动力源和负载之间；

（２）建议使用挠性、弹性或方向联轴器，以保证同心度小于０.１；

（３）动力及负载必须固定牢靠以避免振动；

（４）应将传感器的基座与设备的基座固定牢靠，中心高度需调节合适，并应避免产生附加转矩。

５　结束语

ＪＮ３３８数字式转矩转速传感器是一种采用磁场耦合来传递能源及信号的新型转矩转速传感器，该传感器取消了传统转矩传感器滑环结构并采用数字式输出，因而具有体积小、重量轻、安装简单方便、微机化测量接口简单方便等特点，是一种具有广泛发展前景的转矩转速传感器。