專利名稱：磁電式外掛扭矩測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于測量技術領域，特別涉及傳動裝置中的扭矩與轉(zhuǎn) 速進行非接觸磁電式測量的裝置。
背景技術：
目前，扭矩測量裝置主要采用在傳動軸上貼應變片的方法進行測 量。這種測量方法不僅增加了軸向長度，且在利用相關電路提取變形 信號，通過滑環(huán)或無線發(fā)射的方法傳送給外部裝置進行分析處理時， 這兩種信號傳輸方式有不足之處，滑環(huán)方式受到接觸電阻變化的影
響；無線發(fā)射的方法容易產(chǎn)生信號失真，尤其在軸高速旋轉(zhuǎn)時，發(fā)射 天線或線圈也隨之旋轉(zhuǎn)，這會造成接收裝置接收到的強度發(fā)生變化， 甚至會產(chǎn)生信號丟失。
在中國專利CN97117278. 1中公開了一種非接觸式微扭矩測量裝 置。由非接觸式電磁制動器、零位、轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)、力平衡系統(tǒng)、自 動加載器、微位移工作臺、計算機數(shù)據(jù)采集、顯示控制系統(tǒng)構成。在 這種裝置中，電機帶動鋁盤旋轉(zhuǎn)作切割磁力線運動，鋁盤受到一個與 運動方向相反的電磁力的作用，改變線圈電流將改變電磁制動力的大 小，鋁盤的反作用力作用于天平左臂，在天平右臂通過自動加載使天 平再度平衡，此時可在微機上顯示被測電機的轉(zhuǎn)速力矩特性曲線。這 種測量裝置雖然采用了非接觸式測量，但結構組成復雜，另外天平需 要通過自動加載才可以再度平衡，這使得微機的顯示必然滯后。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供一種非接觸式磁電式外掛扭矩測量裝置，在不增 加傳動裝置總體軸向長度的情況下進行扭矩在線測量；測量裝置結構 簡單，可直接獲得可靠、精確的扭矩值。用一套數(shù)據(jù)采集卡、微機系 統(tǒng)即可進行多套傳動裝置的轉(zhuǎn)速與扭矩的在線測量、集中顯示，傳輸 過程無信號滯后。
本實用新型提供的測量裝置的原理是根據(jù)導線在磁場中做切割 磁力線運動即可產(chǎn)生電流，聯(lián)軸器用標準扭轉(zhuǎn)彈簧在扭轉(zhuǎn)時產(chǎn)生偏 角，并把偏角轉(zhuǎn)換成電流信號的時間差，從而運用微機計算出轉(zhuǎn)速值與扭矩值并顯示出來。
本實用新型的主要技術方案在電機軸與工作機的傳動軸之間安 裝一彈簧聯(lián)軸器，其由彈簧和兩個固定蓋板組成。在兩個蓋板的外端 面各開兩個盲孔，每個蓋板上兩個盲孔的中心線與聯(lián)軸器軸線對稱且 平行，兩個蓋板上的四個盲孔中心線在同一平面上且與聯(lián)軸器軸線距 離相等。每個蓋板的一個盲孔內(nèi)安裝磁鐵，另一個盲孔內(nèi)裝平衡塊。 兩個蓋板上中心線在一條直線上的一個盲孔內(nèi)一個裝磁鐵，另一個裝 平衡塊。在蓋板端面外、聯(lián)軸器底部分別豎直地安裝一根導線，使其 與聯(lián)軸器中心線垂直。導線與蓋板保持一定的間隙，間隙大小應保持 設備正常運轉(zhuǎn)時不碰聯(lián)軸器。兩導線的回路分別接入放大器的輸入 端。放大器的輸出端接數(shù)據(jù)采集卡的輸入端。數(shù)據(jù)采集卡的輸出端接 入微機。信號通過顯示器顯示。
上述裝置中，彈簧采用扭轉(zhuǎn)彈簧，根據(jù)工作扭矩選用合適型號的 扭轉(zhuǎn)彈簧。平衡塊與磁鐵重量相等、形狀相同。導線是由單根或由多 根外表絕緣的導線并聯(lián)在一起組成。
本實用新型的信號采集、微機處理裝置為通常采用的裝置，所用 的信號采集卡可以用市場上購買的多功能數(shù)據(jù)采集模塊(例
USB-7335BD);放大器可以用市場上購買的微電流放大器(例TJ-110)， 根據(jù)要求選擇適當?shù)男吞枴?br> 在多套傳動裝置的電機軸與工作機的傳動軸之間分別安裝有彈 簧聯(lián)軸器。各聯(lián)軸器與電機軸和工作機的傳動軸之間以常規(guī)鍵連接方 式連接。導線、放大器、數(shù)據(jù)采集卡等與微機的連接方式同單機測量 扭矩與轉(zhuǎn)速的情況。
本實用新型的效果利用彈簧聯(lián)軸器傳遞扭矩時輸入輸出兩端產(chǎn)
生的相對角度位置變化作為信號源，外掛檢測轉(zhuǎn)角變化的電磁測量裝 置，大大簡化了測量結構，使結構緊湊，測量方便，并避免普通扭矩 儀傳動軸上的應變片隨軸扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生變形信號向外傳遞時對測量精 度的影響，提高了扭矩測量的精度，并且可實現(xiàn)多套設備附加少量零 件(導線、放大器)即可采用本實用新型同時用一套外掛裝置測量多 個傳動軸轉(zhuǎn)速和扭矩，節(jié)約測量成本。


摘要附圖采用圖1。
圖1是本實用新型的結構示意圖。
圖2是本實用新型用于2臺轉(zhuǎn)動裝置的結構簡圖。
具體實施方式
實施例1
如圖1所示，彈簧聯(lián)軸器安裝在電機1與工作機5之間，其中彈 簧聯(lián)軸器是由彈簧11和蓋板12及蓋板13組成。電機軸和工作機軸 通過鍵分別與兩個蓋板連接在一起，每個蓋板上均帶有一段套管，套 管上開有一個槽或孔，彈簧的端部呈翹起狀并深入到槽或孔中。在兩 個蓋板的外端面靠邊緣處，開四個盲孔A、 B、 C、 D，每個蓋板上兩 個盲孔的中心線與聯(lián)軸器軸線對稱且平行，兩個蓋板上的四個盲孔中 心線在同一平面上且與聯(lián)軸器軸線距離相等。即A與C中心線在一條 直線上，B與D中心線在一條直線上，其中A、 B兩個盲孔內(nèi)分別安 裝有磁鐵塊2與13， C、 D盲孔內(nèi)裝有平衡塊15與14。在蓋板端面 外、聯(lián)軸器底部分別豎直地安裝一根導線6與7，使其與聯(lián)軸器中心 線垂直。導線與蓋板保持一定的間隙，間隙大小應保持設備正常運轉(zhuǎn) 中不碰聯(lián)軸器。聯(lián)軸器旋轉(zhuǎn)時，導線與磁鐵間有切割磁力線的相對運 動，導線6和導線7的回路分別接入放大器8的輸入端，放大器8的 輸出端接數(shù)據(jù)采集卡9的輸入端，數(shù)據(jù)采集卡9的輸出端接入微機 10。
原理說明如圖1電機啟動后，帶動磁電式外掛扭矩測量裝置的 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動，即帶動安裝在盲孔里的磁鐵繞聯(lián)軸器中心線轉(zhuǎn)動(平衡 塊的作用是補償磁鐵的轉(zhuǎn)動平衡)。磁鐵繞聯(lián)軸器中心線旋轉(zhuǎn)后，每 次經(jīng)過導線時，導線切割磁力線，使導線所在回路中產(chǎn)生一個電流信 號。這個電流信號經(jīng)過放大器放大成標準信號后由采集卡采集，輸送 到微機。微機通過計算同一導線的兩次信號時間差即可得到電機轉(zhuǎn) 速。微機先在磁電式外掛扭矩測量裝置無扭矩空轉(zhuǎn)時記錄左右兩側(cè)導 線傳達信號的時間差。正常工作中由于扭矩引起聯(lián)軸器彈性元件扭轉(zhuǎn) 變形造成左右兩個導線電流信號時間差變化。微機根據(jù)此變化計算可 得到電機扭矩。
實施例2:
本實用新型可以用于多套傳動裝置需要測量扭矩和實現(xiàn)集中顯
示與控制的場合，如圖2所示，每套測量裝置如實施例1的結構和原 理，將各套設備上導線分別獲得的感應電流信號經(jīng)過各自放大器放大 成標準信號后由采集卡采集、輸送到微機處理即可實現(xiàn)。在多套傳動 裝置中分別安裝彈簧聯(lián)軸器，導線和放大器，連接方式如權利要求3 所述。
或?qū)⒃信c本權利要求1中相同的彈簧聯(lián)軸器經(jīng)過加開本權利 要求所需要的4個盲孔，并安裝磁鐵與平衡塊使之修改為彈簧聯(lián)軸器 4，外加裝導線6和7，并將導線與檢測電路連接，連接方式如權利 要求1所述。
權利要求1、一種磁電式外掛扭矩測量裝置，在電機軸與工作機的傳動軸之間有一彈簧聯(lián)軸器，其特征在于彈簧聯(lián)軸器是由彈簧和兩個蓋板組成，在兩個蓋板的外端面各開有兩個盲孔，每個蓋板上兩個盲孔的中心線與聯(lián)軸器軸線對稱且平行，兩個蓋板上的四個盲孔中心線在同一平面上且與聯(lián)軸器軸線距離相等，每個蓋板的一個盲孔內(nèi)安裝磁鐵，另一個盲孔內(nèi)裝平衡塊，兩個蓋板上中心線在一條直線上的一個盲孔內(nèi)一個裝磁鐵，另一個裝平衡塊，在蓋板端面外、聯(lián)軸器底部分別豎直地安裝一根導線，使其與聯(lián)軸器中心線垂直，導線與蓋板保持一定的間隙，間隙大小應保持設備正常運轉(zhuǎn)中不碰聯(lián)軸器，兩導線的回路分別接入放大器的輸入端，放大器的輸出端接數(shù)據(jù)采集卡的輸入端，數(shù)據(jù)采集卡的輸出端接入微機，信號通過顯示器顯示。
2、 根據(jù)權利要求1的磁電式外掛扭矩測量裝置，其特征在于-所述的導線是用單根或由多根外表絕緣的導線并聯(lián)在一起組成。
3、 根據(jù)權利要求1磁電式外掛扭矩測量裝置，其特征在于從 多套聯(lián)軸器引出的導線分別接入放大器的輸入端后，將輸出端接入共 用的數(shù)據(jù)采集卡的不同接口，數(shù)據(jù)采集卡的輸出端接入同一微機，信 號通過同一顯示器顯示。
專利摘要本實用新型涉及一種磁電式外掛扭矩測量裝置，是由彈簧聯(lián)軸器、磁鐵、平衡塊、導線、放大器、數(shù)據(jù)采集卡、微機系統(tǒng)等組成的。該測量裝置在不增加設備總體軸向長度的情況下、在設備運行中進行轉(zhuǎn)速與扭矩在線測量與顯示，結構簡單，布局合理，測量精度高。該測量裝置，可專用于測量一臺傳動裝置，也可依次或同時測量多臺傳動裝置的轉(zhuǎn)速與扭矩，實現(xiàn)多套運轉(zhuǎn)設備轉(zhuǎn)速與扭矩的集中監(jiān)控與顯示。
文檔編號G01P3/42GK201181299SQ20082007947
公開日2009年1月14日 申請日期2008年3月19日 優(yōu)先權日2008年3月19日
發(fā)明者濤 吳, 曹志清 申請人:北京化工大學