自动检测技术及仪表 第6章 力学量的检测.ppt

* 平衡力法转矩测量装置又称作测功器，一般由旋转机、平衡支承和平衡力测量机构组成。 可分为电力测功器、水力测功器等；平衡力测量机构有砝码、游码、摆锤、力传感器等。 平衡力法直接从机体上测转矩，不存在从旋转件到静止件的转矩传递问题。但它仅适合测量匀速工作情况下的转矩，不能测动态转矩。 机械式测功器结构简单，但因摩擦系数不稳定等缺点已很少使用。无论水力式、电力式或电涡流式测功器，均有一个“与被测机械相连”的“转子”和一个“可绕固定轴转动”的“定子”（图1）。当转子由被测机械带动时，在“水摩擦力”或“电磁力”的作用下，定子也随之转动，经过定子臂杆、杠杆和摆锤式测力计，“使定子稳定在平衡位置上”，测得其制动力?[2]??。 电力测功器既能测机械的有效输出功率，又能测机械的驱动功率。其中，直流测功器是应用较多的一种。测量输出功率时，将测功器转子与被测机械联接起来。于是机械能变成电能而发电。电能消耗在外部的电阻器上。交流测功器发出的电可反送到电流网路上 * 平衡力法转矩测量装置又称作测功器，一般由旋转机、平衡支承和平衡力测量机构组成。 可分为电力测功器、水力测功器等；平衡力测量机构有砝码、游码、摆锤、力传感器等。 平衡力法直接从机体上测转矩，不存在从旋转件到静止件的转矩传递问题。但它仅适合测量匀速工作情况下的转矩，不能测动态转矩。 机械式测功器结构简单，但因摩擦系数不稳定等缺点已很少使用。无论水力式、电力式或电涡流式测功器，均有一个“与被测机械相连”的“转子”和一个“可绕固定轴转动”的“定子”（图1）。当转子由被测机械带动时，在“水摩擦力”或“电磁力”的作用下，定子也随之转动，经过定子臂杆、杠杆和摆锤式测力计，“使定子稳定在平衡位置上”，测得其制动力?[2]??。 电力测功器既能测机械的有效输出功率，又能测机械的驱动功率。其中，直流测功器是应用较多的一种。测量输出功率时，将测功器转子与被测机械联接起来。于是机械能变成电能而发电。电能消耗在外部的电阻器上。交流测功器发出的电可反送到电流网路上 * 1、能量转换法实际上就是对功率和转速进行测量的方法。（发电机：输出电能反映输入转矩） 驱动功率P=F×V=(T/R) ×2πRn=2πTn（F-扭力，V-线速度，T-转矩，R-扭力F的作用半径/力臂，n-转速，转/秒） 2、传递法把被测转矩变换为扭转角或扭应力。 * 应变式转矩测量仪通过测量由于转矩作用在转轴上产生的应变来测量转矩。 W：抗扭截面模量。 * 这种贴片方式可消除轴向力和弯曲力的干扰。 * 转矩愈大，感应电势愈大，在一定范围内，感应电势与转矩成线性关系。这样就可通过测量感应电势ｅ来测定轴上转矩的大小。 压磁式转矩传感器没有导电环，是非接触测量 * Ｇ为轴的切变弹性模量。 * 若光源与光敏元件固定不动，可同时测转速。 * 与光电式转矩传感器一样，相位差式转矩传感器也是非接触测量，结构简单，工作可靠，对环境条件要求不高。 思考：对于光电式和磁电感应（相位差）式，若要增大转矩测量范围，应当采取什么措施？（减小光栅格数或者齿形转轮的齿数，减小L） * 振弦式转矩检测仪表有导电环，直接利用传动轴作为扭轴进行测量，适用于大型转轴的转矩测量，由于采用频率信号传输方式，所以抗干扰性能好。 * 改变电容的措施/途径：间距、面积、(介质)，由此得到不同类型的电容传感器。 压力检测主要是前两种类型。 * * 规定地球上纬度为45°海平面上的重力加速度为g的标准值，为9.80665m/s2。 地球上某点的g值可以通过测量一个摆的长度和周期来获得。 * * 无力时，初始平衡位置，光线全被遮住，光敏元件无电流输出，力矩线圈不产生力矩。 Fi作用时，杠杆偏转，光线通过窗口照射到光敏元件上，力矩线圈受驱动而产生电磁力矩，使杠杆重新平衡。 杠杆转角与Fi成正比，UO与被测力Fi 成比例。 实际要求：“光电管输出”应当与“光通量” 尽量成“比例” 关系；只能测单向力。 可更改为：霍尔式、（差动）电容式；都可测双向力。 * 无力时，初始平衡位置，光线全被遮住，光敏元件无电流输出，力矩线圈不产生力矩。 Fi作用时，杠杆偏转，光线通过窗口照射到光敏元件上，力矩线圈受驱动而产生电磁力矩，使杠杆重新平衡。 杠杆转角与Fi成正比，UO与被测力Fi 成比例。 实际要求：“光电管输出”应当与“光通量” 尽量成“比例” 关系；只能测单向力。 可更改为：霍尔式、（差动）电容式；都可测双向力。 * 无力时，初始平衡位置，光线全被遮住，光敏元件无电流输出，力矩线圈不产生力矩。 Fi作用时，杠杆偏转，光线通过窗口照射到光敏元件上，力矩线圈受驱动而产生电磁力矩，使杠杆重新平衡。 杠杆转角与Fi成正比，UO与被测力Fi 成比例。 实际要求：“光电管输出”应当与“光通量” 尽量成“比例” 关