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瓶盖扭矩仪的测量技术综合多方面知识
点击次数:59 发布时间:2019-12-03
  随着我国经济实力和技术水平的大幅提升,瓶盖扭矩仪在民用和国防领域,一方面对汽车、船舶、飞机、钻井等设备的需求量大幅增加,另一方面对这些设备的需求层次也发生了很大变化,这对扭矩测量也同样提出了更多更高的要求,而研制高准确度的瓶盖扭矩仪是搞高扭矩测量精度的关键技术之一。
 
  伴随着现代科学技术的迅猛发展,扭矩测量技术已经成为测试技术的新分支,扭矩测量的应用领域越来越广泛,大到飞机、船舶、钻井、发电设备和冶金矿山设备等,小到微电机、家用电器和钟表游丝,瓶盖扭矩仪测量是各种机械产品开发、质量检验、优化控制、工监控和故障诊断等必不可少的内容。准确的扭矩测量对缩短现代船舶装备的研制同期、提高武器的性能、降低使用与保障费用具有重要作用。瓶盖扭矩仪测量技术是综合应用机械、电子、物理、计算机等多方面知识的一门学样,实现扭矩测量需要解决传感器、能量供给和信号传输三方面的问题,其中传感器的准确度是关键技术问题之一,目前,国内外研制和开发的扭矩传感器种类很多,按照瓶盖扭矩仪弹性元件和变形几何参数、物理参数和静力学关系,瓶盖扭矩仪主要有应变型、磁弹性型、转角型三种。
 
  扭矩是在旋转动力系统中最频繁涉及到的参数,为了检测旋转扭矩,使用较多的是扭转角相位差式传感器。该传感器是在弹性轴的两端安装着两组齿数、形状及安装角度完全相同的齿轮,在齿轮的外侧各安装着一只接近(磁或光)传感器。当弹性轴旋转时,这两组传感器就可以测量出两组脉冲波,比较这两组脉冲波的前后沿的相位差就可以计算出弹性轴所承受的扭矩量。该方法的优点:实现了转矩信号的非接触传递,检测信号为数字信号;缺点:体积较大,不易安装,低转速时由于脉冲波的前后沿较缓不易比较,因此低速性能不理想。
 
  扭矩测试比较成熟的检测手段为应变电测技术,瓶盖扭矩仪具有精度高、频响快、可靠性好、寿命长等优点。将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上,并组成应变桥,若向应变桥提供工作电源即可测试该弹性轴受扭的电信号。这就是基本的扭矩传感器模式。但是在旋转动力传递系统中,棘手的问题是旋转体上的应变桥的桥压输入及检测到的应变信号输出如何可靠地在旋转部分与静止部分之间传递,通常的做法是用导电滑环来完成。由于导电滑环属于磨擦接触,因此不可避免地存在着磨损并发热,因而限制了旋转轴的转速及导电滑环的使用寿命。并且由于接触不可靠引起信号波动,从而造成测量误差大甚至测量不成功。为了克服导电滑环的缺陷,另一个办法就是采用无线电遥测的方法:将扭矩应变信号在旋转轴上放大并进行V/F转换成频率信号,通过载波调制用无线电发射的方法从旋转轴上发射至轴外,再用无线电接收的方法,就可以得到旋转轴受扭的信号。旋转轴上的能源供应是固定在旋转轴上的电池。
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