專(zhuān)利名稱(chēng)：基于環(huán)型空間陣列的扭矩測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳感與測(cè)量控制領(lǐng)域，具體涉及一種極端環(huán)境下的機(jī)械轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)扭矩 的測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
從物理學(xué)和材料力學(xué)出發(fā)，扭矩測(cè)量方法可以分為傳遞法、平衡力法和能量轉(zhuǎn)換 法三大類(lèi)。在這三種扭矩測(cè)量方法中，傳遞法利用扭矩使彈性軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的方法來(lái)測(cè) 量其扭矩，原理簡(jiǎn)單，儀器輕便，目前使用較為廣泛。但目前針對(duì)強(qiáng)沖擊、高溫、腐蝕、振動(dòng)大 等極端環(huán)境下機(jī)械旋轉(zhuǎn)軸的扭矩測(cè)量仍無(wú)有效的檢測(cè)方法。重慶大學(xué)設(shè)計(jì)“一種環(huán)型空間陣列扭矩傳感器的讀數(shù)頭”，包括讀數(shù)頭殼體1和馬 蹄形銜鐵芯10。如圖1-圖3所示，讀數(shù)頭殼體1由對(duì)稱(chēng)的兩部分在銷(xiāo)孔7處通過(guò)螺釘?shù)冗B 接而成；每一對(duì)稱(chēng)部分可分為外殼3和凹型內(nèi)殼4，內(nèi)殼4側(cè)壁上有梯形斜槽9，內(nèi)、外殼由 硬鋁合金一次性整體加工成型。兩對(duì)稱(chēng)部分的內(nèi)殼4組成圓弧通道6，所述通道6用于嵌套 在環(huán)型空間陣列外部，使得讀數(shù)頭殼體能夠沿著環(huán)型空間陣列做完整的圓周運(yùn)動(dòng)；兩對(duì)稱(chēng) 部分外殼3組成腔體5。所述腔體5內(nèi)放置馬蹄形銜鐵芯10，銜鐵芯端部12比較薄，其厚度為1mm，主要是 為了讀數(shù)頭在和環(huán)型空間陣列有相對(duì)移動(dòng)時(shí)，能對(duì)磁性鋼球起到掃描的作用。銜鐵芯端部 12可放入內(nèi)殼側(cè)壁上的梯形斜槽11內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)讀數(shù)頭殼體1和馬蹄形銜鐵芯10的緊密結(jié) 合，提高讀數(shù)頭的密封性。如圖4所示，馬蹄形銜鐵芯10上纏繞有兩組線圈11，其中一組為激勵(lì)線圈，輸入為 激勵(lì)電流；另一組為感應(yīng)線圈，輸出為相應(yīng)的感應(yīng)電壓信號(hào)。如圖5所示，馬蹄形銜鐵芯10置于讀數(shù)頭殼體1的腔體5中，讀數(shù)頭殼體1的頂 部通過(guò)上蓋2，在銷(xiāo)孔8處通過(guò)螺釘?shù)冗M(jìn)行密封固定。整個(gè)讀數(shù)頭用塑膠進(jìn)行密封。使用 時(shí)，將所述讀數(shù)頭的圓弧通道6嵌套在環(huán)型空間陣列外部，并通過(guò)支架將讀數(shù)頭固定，以確 保圓弧通道6與環(huán)型空間陣列表面的間隙為0. 2mm。激勵(lì)線圈和感應(yīng)線圈之間的互感原理 為
式中，M。表示兩線圈的互感系數(shù)，^表示感應(yīng)線圈的互感電流。 當(dāng)激勵(lì)電壓對(duì)應(yīng)的相量為…，激勵(lì)線圈的等效電阻為巧，等效電感分別為k，則 h=Uj(2)
則感應(yīng)線圈的互感電壓c>21的有效值為
(4)
式中、二 W/0,2+W2Z丨)V2為常數(shù)。因此，感應(yīng)線圈輸出電壓的幅值正比于兩線圈之 間的互感系數(shù)M0，而互感系數(shù)禮與磁介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。在本發(fā)明中，互感系數(shù)M。與線圈所 圍的磁性鋼球的有效體積有關(guān)。由于該有效體積是周期性變化的，因此互感系數(shù)也應(yīng)呈周 期變化。當(dāng)線圈相對(duì)于環(huán)型空間陣列的位移為X，并設(shè)某一磁性鋼球的球心為0點(diǎn)，此時(shí)所 對(duì)應(yīng)的互感系數(shù)禮最大，可表達(dá)為M0 = k2 [cos (2 31 x/D) +A](5)式中D為磁性鋼球的直徑，k2為常量，A為互感系數(shù)產(chǎn)生的直流分量，k2A代表線圈 之間的固有互感系數(shù)。當(dāng)對(duì)激勵(lì)線圈所加的電壓Ul為= Usin(wt)(6)則感應(yīng)線圈所感應(yīng)的電壓u2為u2 = kik2U [cos (2 3i x/D) +A] sin (wt+ 0 ) = kU [cos (2 n x/D) +A] sin (wt+ 0 ) (7)其中，k = kik2為比例系數(shù)，e是感應(yīng)電壓和激勵(lì)電壓之間的固有相差。由此可 知，感應(yīng)電壓的幅值受到環(huán)型位移x的調(diào)制，對(duì)感應(yīng)電壓信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，即可得到環(huán)型位移 的變化量，從而實(shí)現(xiàn)扭矩信息到電信號(hào)的轉(zhuǎn)化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)極端環(huán)境下的動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量尚無(wú)有效檢測(cè)方法的現(xiàn)狀，將所述扭矩傳 感器讀數(shù)頭嵌套在環(huán)型空間陣列外部，構(gòu)成環(huán)型空間陣列扭矩傳感器，提出基于環(huán)型空間 陣列傳感器測(cè)量極端環(huán)境下的動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量方法。所述環(huán)型空間陣列，由一根閉合的環(huán)型非磁性不銹鋼管和一定數(shù)目的磁性鋼球組 成，磁性鋼球在管內(nèi)單排緊密排列；閉合的環(huán)型非磁性不銹鋼管的大小，根據(jù)受測(cè)機(jī)械轉(zhuǎn)軸 的直徑而定。安裝時(shí)，所述閉合的環(huán)型非磁性不銹鋼管嵌套在受測(cè)機(jī)械轉(zhuǎn)軸上，并通過(guò)鋼管 上均勻分布的四個(gè)通孔，用螺釘?shù)裙潭ōh(huán)型空間陣列，使環(huán)型空間陣列和機(jī)械轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下將所述環(huán)型空間陣列扭矩傳感器以一定間距安裝在機(jī)械轉(zhuǎn)軸上，兩個(gè)傳感器的讀 數(shù)頭在空間環(huán)型陣列上的起始位置都相同。為傳感器加載激勵(lì)電流，當(dāng)機(jī)械轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生扭矩 作用時(shí)，測(cè)量出傳感器所輸出的兩個(gè)與環(huán)型位移量成正比的正弦信號(hào)，對(duì)所述正弦信號(hào)進(jìn) 行預(yù)處理、采集、濾波整形、解調(diào)后，計(jì)算兩個(gè)信號(hào)間的相位差，解出扭轉(zhuǎn)角，從而利用扭轉(zhuǎn) 角與扭矩的關(guān)系，測(cè)出扭矩值。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)極端環(huán)境下機(jī)械轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)扭矩的測(cè)量，測(cè)量條件不受外部環(huán)境的 制約，安裝簡(jiǎn)單，能適用于水輪機(jī)、地質(zhì)勘探等極端環(huán)境下的機(jī)械轉(zhuǎn)軸扭矩測(cè)量。同時(shí)，由于 直接采用軟件處理輸出電信號(hào)，能夠有效避免普通電路處理帶來(lái)的“數(shù)-?！鞭D(zhuǎn)換引起的誤 差，測(cè)量精度高。
圖1 “一種環(huán)型空間陣列扭矩傳感器的讀數(shù)頭”讀數(shù)頭殼體結(jié)構(gòu)的正面示意5
圖2 “一種環(huán)型空間陣列扭矩傳感器的讀數(shù)頭”讀數(shù)頭殼體結(jié)構(gòu)的A-A剖面圖；圖3 “一種環(huán)型空間陣列扭矩傳感器的讀數(shù)頭”讀數(shù)頭殼體結(jié)構(gòu)的B-B剖面圖；圖4 “一種環(huán)型空間陣列扭矩傳感器的讀數(shù)頭”馬蹄形銜鐵芯的正面示意圖；圖5 “一種環(huán)型空間陣列扭矩傳感器的讀數(shù)頭”讀數(shù)頭整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6本發(fā)明中的扭矩測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖7本發(fā)明測(cè)量方法流程示意圖。圖中1_讀數(shù)頭殼體；2-讀數(shù)頭殼體上蓋；3-外殼；4-凹型內(nèi)殼；5-腔體；6-圓弧 通道；7-連接讀數(shù)頭兩對(duì)稱(chēng)部分的銷(xiāo)孔；8-固定讀數(shù)頭殼體上蓋的銷(xiāo)孔；9-凹型內(nèi)殼側(cè)壁 上的梯形斜槽；10-馬蹄形銜鐵芯；11-銜鐵芯線圈；12-銜鐵芯端部。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式(1)安裝傳感器如圖6，將兩個(gè)完全相同的環(huán)型空間陣列扭矩傳感器固定在機(jī)械轉(zhuǎn)軸上，并能隨機(jī) 械轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)；兩個(gè)環(huán)型空間陣列扭矩傳感器的間距為L(zhǎng)，各自相應(yīng)讀數(shù)頭在環(huán)型空間 陣列上的起始位置都相同，并不能隨環(huán)型空間陣列旋轉(zhuǎn)。當(dāng)機(jī)械轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，每個(gè)傳感器的 讀數(shù)頭和相應(yīng)的環(huán)型空間陣列之間具有相對(duì)位移。(2)為傳感器加載激勵(lì)電流如圖6，分別為兩個(gè)環(huán)型空間陣列傳感器加載完全一致的激勵(lì)電流，通過(guò)采集卡的 模擬輸出功能輸出一定頻率的正弦電壓，然后利用電流放大電路，將此完全一致的正弦電 壓轉(zhuǎn)換為同頻率的正弦電流作為兩個(gè)傳感器的激勵(lì)電流。給兩環(huán)型空間陣列提供完全一致 的激勵(lì)信號(hào)，當(dāng)機(jī)械轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)環(huán)型空間陣列所對(duì)應(yīng)的截面位置上沒(méi)有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則 兩傳感器的感應(yīng)信號(hào)也完全一致；當(dāng)兩截面有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，也即具有扭轉(zhuǎn)角時(shí)，設(shè)其扭轉(zhuǎn)角 為小，并設(shè)此時(shí)對(duì)應(yīng)的角速度為%，則兩傳感器中讀數(shù)頭相對(duì)于環(huán)型空間陣列的相對(duì)位移 為
X, = R(w0t + <p)(8)x2 = Rw0t(9)其中，R為環(huán)型空間陣列外邊緣到機(jī)械轉(zhuǎn)軸軸線的垂直距離。當(dāng)兩個(gè)環(huán)型空間陣 列獲取的激勵(lì)電壓為Usin(Wt)時(shí)，根據(jù)讀數(shù)頭的工作原理，可得兩環(huán)型空間陣列傳感器的 感應(yīng)電壓分別為
u2i 二Rw0t + — R(p) + A] sii^w/1 + 6)
2nu22 = kU[cos(— Rw0t) + A] sin(wr + 9)(3)對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理由于傳感器所輸出的信號(hào)比較弱，需要對(duì)其進(jìn)行放大處理，并濾除部分干擾信號(hào)。 因此利用放大電路和濾波電路對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)此處理后，再將其輸出 電壓信號(hào)提供給后續(xù)的采集系統(tǒng)進(jìn)行采集。
(10) (11)
(4)利用采集卡采集電壓信號(hào)由于整個(gè)扭矩測(cè)量平臺(tái)是在LabVIEW中實(shí)現(xiàn)的，因此需要將預(yù)處理后的傳感器的 輸出電壓采集到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分析和處理，這里采用NI數(shù)據(jù)采集卡PCI-6221來(lái)完成。(5)對(duì)采集后的信號(hào)進(jìn)行濾波整形由于傳感器所輸出的信號(hào)并非理想的正弦信號(hào)，而是多個(gè)諧波成分的疊加信號(hào)， 其基波頻率是與激勵(lì)電流的頻率一致。為了后續(xù)信號(hào)的處理，需要對(duì)所采集的信后進(jìn)行濾 波處理，濾波后只留下諧波成分中幅值較大的成分，這樣信號(hào)就變成了較為理想調(diào)幅信號(hào)。(6)對(duì)濾波整形后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)經(jīng)步驟(5)處理后的信號(hào)是一個(gè)調(diào)幅信號(hào)，需要進(jìn)一步對(duì)其解調(diào)，其解調(diào)方法是 利用軟件鎖相環(huán)、90°相移器和低通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅信號(hào)的同步解調(diào)。首先是將調(diào)幅波 加在鎖相環(huán)的輸入端，當(dāng)鎖相環(huán)工作在鎖定狀態(tài)時(shí)，鎖相環(huán)將輸出與輸入信號(hào)中的載波分 量頻率相同，相位相差90°的電壓信號(hào)，然后將此信號(hào)相移90°后就得到同步檢波的參考 信號(hào)，最后利用此參考信號(hào)和輸入的調(diào)幅信號(hào)相乘，再經(jīng)過(guò)低通濾波器濾波后就得到調(diào)制 信號(hào)。(7)計(jì)算兩信號(hào)的相位差為了得到扭矩的信息，還需要進(jìn)一步計(jì)算解調(diào)后的兩路調(diào)制信號(hào)的相位差。其方 法是將兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別送到相同配置的LabVIEW中的FFT Spectrum函數(shù)，得到它們的幅 頻和相頻特性，然后分別將四個(gè)輸出送到LabVIEW中的Unbundle族函數(shù)，從族中提取出數(shù) 組。為了計(jì)算相位差，先從波形的幅值數(shù)組中搜索具有最大幅值元素的索引號(hào)，然后到相位 數(shù)組中找到對(duì)應(yīng)的相位，并求出與360相除后的余數(shù)，對(duì)兩個(gè)波形都進(jìn)行這樣的處理，相減 就得到相位差。(8)根據(jù)相位差計(jì)算扭矩根據(jù)材料力學(xué)原理，當(dāng)扭矩M作用在直徑為d、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的彈性軸上時(shí)，軸將在材料
的彈性極限內(nèi)產(chǎn)生與扭矩成線性關(guān)系的扭轉(zhuǎn)角識(shí)，有 式中，G為切變模量；Ip為極慣性矩，對(duì)直徑為d的圓軸，有
(13)所以就有
(14)式(10)和式(11)所述感應(yīng)電壓，經(jīng)過(guò)步驟(3)_(7)處理后，獲得兩調(diào)制信號(hào)之間
的相位差Φ為 則扭轉(zhuǎn)角識(shí)為
φ = —Φ(16)
則由(14)式和(16)式可得扭矩為M = Gd4D Φ / (64RL)(17)其中，G為切變模量，d為機(jī)械轉(zhuǎn)軸的直徑，D為環(huán)型空間陣列內(nèi)磁性鋼球的直徑， R為環(huán)型空間陣列外邊緣到機(jī)械轉(zhuǎn)軸軸線的垂直距離，L為兩傳感器之間的距離。(9)對(duì)結(jié)果的校正并顯示最后結(jié)果 由于傳感器在安裝過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)定位誤差，這就導(dǎo)致經(jīng)過(guò)以上幾個(gè)步驟后所得的 扭矩具有一定的誤差，但此誤差屬于系統(tǒng)誤差，需要消除系統(tǒng)誤差。其方法是利用標(biāo)準(zhǔn)的扭 矩傳感器來(lái)進(jìn)行定標(biāo)，先是在負(fù)載不變的情況下利用本傳感器和標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器的多次測(cè) 量值進(jìn)行比較，然后變換負(fù)載，再進(jìn)行重復(fù)測(cè)量比較，這樣就得到系統(tǒng)誤差，利用此系統(tǒng)誤 差對(duì)步驟(8)中的扭矩進(jìn)行校正。(10)斷開(kāi)傳感器的激勵(lì)電流測(cè)量完成，當(dāng)機(jī)械停止工作后，斷開(kāi)傳感器的激勵(lì)電流來(lái)結(jié)束扭矩的測(cè)量。由于在機(jī)械工作過(guò)程中需要實(shí)時(shí)監(jiān)控其工作狀態(tài)，需要進(jìn)行在線動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量， 因此需要循環(huán)步驟(4) (9)，當(dāng)機(jī)械停止工作后，扭矩的測(cè)量也可以停止了，扭矩測(cè)量的 停止需要通過(guò)步驟(10)，即斷開(kāi)傳感器的激勵(lì)電流來(lái)結(jié)束扭矩的測(cè)量。以上給出的實(shí)施例用以說(shuō)明本發(fā)明和它的實(shí)際應(yīng)用，并且因此使得本領(lǐng)域的技術(shù) 人員能夠做出和使用本發(fā)明。但這僅僅是一個(gè)較佳的實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上 的限制，任何一個(gè)本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員在不偏離本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)，依據(jù)以上技術(shù)和 方法作一定的修飾和變更當(dāng)視為等同變化的等效實(shí)施例。
權(quán)利要求
基于環(huán)型空間陣列的扭矩測(cè)量方法，其特征在于具體步驟如下(1)安裝傳感器將兩個(gè)完全相同的環(huán)型空間陣列扭矩傳感器固定在機(jī)械轉(zhuǎn)軸上，兩個(gè)環(huán)型空間陣列扭矩傳感器的間距為L(zhǎng)，各自相應(yīng)讀數(shù)頭在環(huán)型空間陣列上的起始位置都相同；(2)為傳感器加載激勵(lì)電流通過(guò)采集卡的模擬輸出功能輸出一定頻率的正弦電壓U sin(wt)，然后利用電流放大電路，將所述完全一致的正弦電壓轉(zhuǎn)換為同頻率的正弦電流作為兩個(gè)傳感器的激勵(lì)電流，當(dāng)機(jī)械轉(zhuǎn)軸上的兩個(gè)環(huán)型空間陣列所對(duì)應(yīng)的截面有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩環(huán)型空間陣列傳感器的感應(yīng)電壓分別為 <mrow><msub> <mi>u</mi> <mn>22</mn></msub><mo>=</mo><mi>kU</mi><mo>[</mo><mi>cos</mi><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <mn>2</mn> <mi>π</mi></mrow><mi>D</mi> </mfrac> <msub><mi>Rw</mi><mn>0</mn> </msub> <mi>t</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>+</mo><mi>A</mi><mo>]</mo><mi>sin</mi><mrow> <mo>(</mo> <mi>wt</mi> <mo>+</mo> <mi>θ</mi> <mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>11</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>其中k為比例系數(shù)，A為互感系數(shù)產(chǎn)生的直流分量，D為環(huán)型空間陣列內(nèi)磁性鋼球的直徑，φ為扭轉(zhuǎn)角，w0為機(jī)械轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，R為環(huán)型空間陣列外邊緣到機(jī)械轉(zhuǎn)軸軸線的垂直距離；(3)對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理利用放大電路和濾波電路對(duì)傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；(4)利用采集卡采集電壓信號(hào)利用數(shù)據(jù)采集卡，采集預(yù)處理后兩個(gè)傳感器的輸出電壓；(5)對(duì)采集后的信號(hào)進(jìn)行濾波整形對(duì)所述采集的信后進(jìn)行濾波處理，濾波后只留下諧波成分中幅值較大的成分；(6)對(duì)濾波整形后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)利用軟件鎖相環(huán)、90°相移器和低通濾波器實(shí)現(xiàn)調(diào)幅信號(hào)的同步解調(diào)；首先將調(diào)幅波加在鎖相環(huán)的輸入端，當(dāng)鎖相環(huán)工作在鎖定狀態(tài)時(shí)，鎖相環(huán)將輸出與輸入信號(hào)中的載波分量頻率相同，相位相差90°的電壓信號(hào)，然后將此信號(hào)相移90°后就得到同步檢波的參考信號(hào)，最后利用此參考信號(hào)和輸入的調(diào)幅信號(hào)相乘，再經(jīng)過(guò)低通濾波器濾波后就還原得到調(diào)制信號(hào)；(7)計(jì)算兩信號(hào)的相位差將兩個(gè)調(diào)制信號(hào)分別送到相同配置的LabVIEW中的FFT Spectrum函數(shù)中，得到它們的幅頻和相頻特性，然后分別將四個(gè)輸出送到到LabVIEW中的Unbundle族函數(shù)，從族中提取出數(shù)組隨后，從波形的幅值數(shù)組中搜索具有最大幅值元素的索引號(hào)，找到相位數(shù)組中對(duì)應(yīng)的相位，并求出與360相除后的余數(shù)，對(duì)兩個(gè)波形都進(jìn)行這樣的處理，相減就得到相位差；(8)根據(jù)相位差計(jì)算扭矩根據(jù)材料力學(xué)原理其中，M為作用在直徑為d、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的彈性軸上時(shí)產(chǎn)生的扭矩值，為彈性軸將在材料的彈性極限內(nèi)產(chǎn)生與扭矩成線性關(guān)系的扭轉(zhuǎn)角；式(10)和式(11)經(jīng)過(guò)步驟(3)-(7)處理后，獲得兩調(diào)制信號(hào)之間的相位差φ為則扭轉(zhuǎn)角為則由式(14)和式(16)可得扭矩為M＝Gd4Dφ/(64RL)(17)其中，G為切變模量，d為機(jī)械轉(zhuǎn)軸的直徑，L為兩傳感器之間的距離；(9)對(duì)結(jié)果的校正并顯示最后結(jié)果利用標(biāo)準(zhǔn)的扭矩傳感器來(lái)進(jìn)行定標(biāo)，先在負(fù)載不變的情況下利用所述環(huán)型空間陣列傳感器和標(biāo)準(zhǔn)扭矩傳感器的多次測(cè)量值進(jìn)行比較，然后變換負(fù)載，再進(jìn)行重復(fù)測(cè)量比較，求得測(cè)量的系統(tǒng)誤差利用此系統(tǒng)誤差對(duì)步驟(8)中的扭矩進(jìn)行校正；(10)斷開(kāi)傳感器的激勵(lì)電流測(cè)量完成，斷開(kāi)傳感器的激勵(lì)電流來(lái)結(jié)束扭矩的測(cè)量。FSA00000156635200011.tif,FSA00000156635200021.tif,FSA00000156635200022.tif,FSA00000156635200023.tif,FSA00000156635200024.tif,FSA00000156635200025.tif
全文摘要
基于環(huán)型空間陣列的扭矩測(cè)量方法，具體涉及極端環(huán)境下的機(jī)械轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)扭矩的測(cè)量方法。本發(fā)明在機(jī)械轉(zhuǎn)軸上安裝兩個(gè)環(huán)型空間陣列傳感器，測(cè)量?jī)蓚€(gè)傳感器所輸出的與環(huán)型位移量成正比的正弦信號(hào)，對(duì)所述正弦信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理、采集、濾波整形、解調(diào)后，計(jì)算兩個(gè)信號(hào)間的相位差，解出扭轉(zhuǎn)角，從而利用扭轉(zhuǎn)角與扭矩的關(guān)系，測(cè)出扭矩值。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)極端環(huán)境下機(jī)械轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)扭矩的測(cè)量，測(cè)量條件不受外部環(huán)境的制約，安裝簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，能適用于水輪機(jī)、地質(zhì)勘探等極端環(huán)境下的機(jī)械轉(zhuǎn)軸扭矩測(cè)量。
文檔編號(hào)G01L3/00GK101858805SQ20101019221
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者何安國(guó), 吳永烽, 喻洪麟, 康治平 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)