《材料成形测试技术》课件_第4章 力参数的测量.ppt

4.4.1对集电装置的技术要求接线式和电刷式集电装置主要由两部分组成：一部分与转轴上应变片的引出线连接，随旋转轴转动，称为滑环或集流环；另一部分与固定的测量仪器连接，称为接线或电刷。为了保证准确地传递转动轴上的信号，滑环应满足下列技术要求：（1）滑环各滑道与电刷（接线）之间的接触电阻应尽量小。（2）接触电阻应尽量保持稳定，即其变化应尽量小，否则将使电桥输出值波动。（3）滑环各滑道与旋转轴之间要有良好的绝缘，其绝缘电阻不得小于20MΩ。（4）滑道与电刷的摩擦温升要小，以免在线路中产生热电势，造成测量误差并降低绝缘电阻。（5）结构简单，制造和安装方便。4.4.2拉线式集电装置拉线式集电装置结构如图4-36所示，用螺栓9把两个半圆形滑环4（由胶木或尼龙制成）固定在转轴1上，并随之转动。在滑环的外层有三至四条沟槽（依半桥或全桥而定），槽中嵌有铍青铜或黄铜带5。铜带两端固定在滑环的两个剖分面上，其端头焊上导线，以便与应变片2引线3连接。拉线6置于滑环之上，并经绝缘子7，用弹簧8拉紧固定，仪器的导线焊在拉线6上，即可将电信号由拉线6引至固定的测量仪器。拉线多采用裸铜丝编织的扁线。拉线的包角视轴径而定，一般在30-900之间。包角太小，接触不良；包角太大，磨损快，因摩擦生热甚至局部熔化而造成接触表面不平。拉线的张力大小要适当，过小时，拉线与滑道接触不好；过大时，拉线磨损快。拉线式集电装置结构简单，制作方便，成本低，使用效果好。适用于线速度不太高、短期测试使用的场合，目前这是现场测试中应用最广的一种。图4-36拉线式集电装置1-轴2-应变片3-引线4-滑环5-黄铜带6-拉线7-绝缘子8-弹簧9-螺栓4.4.2拉线式集电装置4.4.3电刷式集电装置这种集电装置可分为径向电刷式与侧向电刷式两种。径向电刷式集电装置如图4-37所示，在轴2上安装用绝缘胶木（或尼龙）做成的滑环1，在其四个槽内镶有铜环3，其上为电刷4，用弹簧片5把它压紧在铜环上。在轴上粘贴应变片7，组桥引线6分别焊在四个铜环上。当电桥有信号输出时，通过铜环和电刷可以将轴上的信号传递到应变仪上。图4-37电刷式集装置1-滑环2-轴3-铜环4-电刷5-弹簧片6-引线7-应变片径向电刷在滑环上的配置如图4-37和图4-38所示，通常把电刷切向安置在滑环上，并用弹簧压紧。径向电刷式集电装置的结构简单，使用方便，但接触电阻不稳定，所以，只适用于转速低、精度要求不高的场合。图4-38电刷在滑环上的配置情况1-石墨电刷2-滑环3-绝缘层4-压紧螺钉5-压紧弹簧6-轴4.4.3电刷式集电装置侧向电刷式集电装置如图4-39所示，电刷与滑环的侧面相接触，故对滑环的偏心量要求不像径向电刷式那样苛刻。为了保证电刷与滑环接触良好，减小其滑动接触电阻，在每一条滑道上应配置2-4个电刷（图4-39），以防由于集电装置振动、偏心等影响电刷接触。各电刷要并联，以减小接触电阻。电刷材料多用石墨与银制成，亦可用铍青铜片。电刷应固定在电刷架上，电刷架则可固定在被测转动轴附近的刚性构件上。图4-39侧向电刷式集电装置4.4.3电刷式集电装置4.4.4采用集电装置时的组桥若用四枚应变片贴于被测轴上，则可组成半桥和全桥电路。图4-40为全桥接法，将受拉应变片、与受压应变片、分别接在电桥的两对相对臂上。此法优点是集电装置的各接触点均处于电桥之外。接触电阻、串联在供桥端，只影响加到电桥上的供桥电压，但滑环的接触电阻相对于电桥的电阻是很小的，故对供桥电压的影响很小。接在输出端AC的两个滑环，相当于把接触电阻、串联在输出端的负载上，同样，接触电阻相对于电桥输出的负载电阻也是很小的，所以对电桥输出的影响也非常小。测量传动轴上的扭矩都采用全桥电路，以消除接触电阻的影响，提高测试精度。图4-40全桥接法(a)-原理图(b)-接线图图4-41为半桥接法，将受拉应变片、串联为一桥臂，、串联为另一桥臂，另二桥臂为应变仪内电阻。此法优点是滑环只需三条滑道，比全桥少了一条。缺点是集电装置的各接触点处于电桥回路之内，而各接触点的滑动接触电阻变化又不相等，将给测量结果带来误差。