專利名稱：一種測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及精度測量裝置，尤其涉及一種測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]扭矩傳感器主要是依靠上下兩個旋轉(zhuǎn)變壓器測試出的角度值信號相減得出的角度差來換算成此時相應(yīng)的扭矩信號，所以精確的測試出當(dāng)前傳感器的輸出角度信號就成為檢測傳感器性能的重要的指標(biāo)?，F(xiàn)有的扭矩傳感器輸出角度信號精度的測試方法是將扭矩傳感器和一個角度編碼器一起聯(lián)軸固定到電機(jī)上帶動傳感器轉(zhuǎn)動，將角度編碼器上讀出的角度信號來和傳感器上讀出的角度信號相對比，得扭矩傳感器輸出角度信號精度，從而來校準(zhǔn)扭矩傳感器的輸出角度信號。但是，上述測量扭矩傳感器輸出角度信號精度存在以下缺點(diǎn)首先角度編碼器、扭矩傳感器、帶動電機(jī)之間的兩次聯(lián)軸設(shè)計(jì)會造成多級聯(lián)動之間的傳動誤差，影響測試的結(jié)果；而且當(dāng)用電腦讀取角度編碼器和扭矩傳感器的實(shí)時角度值有可能會出現(xiàn)不同步的現(xiàn)象，影響了最終產(chǎn)品精度的判斷；同時，如果待測扭矩傳感器的角度精度的要求是0.1°，那么校準(zhǔn)用的角度編碼器的精度應(yīng)該為O. 01°，導(dǎo)致現(xiàn)有的角度編碼器無法達(dá)到該要求或者成本非常高。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型為解決至少上述問題之一，提供一種測量扭矩傳感器輸出角度精度的>J-U ρ α裝直。本實(shí)用新型提供一種能提高測量扭矩傳感器輸出角度精度精度的裝置，該裝置包括上位機(jī)，用于產(chǎn)生控制信號；可編程邏輯控制器，與所述上位機(jī)電連接，用于接收所述控制信號，并根據(jù)所述控制信號產(chǎn)生邏輯控制信號；伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)，所述伺服驅(qū)動器分別與所述可編程邏輯控制器和伺服電機(jī)電連接，用于根據(jù)所述可編程邏輯控制器輸出的邏輯控制信號，驅(qū)動所述伺服電機(jī)工作；待測扭矩傳感器，與所述伺服電機(jī)連接，用于根據(jù)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動，以產(chǎn)生輸出角度值；轉(zhuǎn)換器，分別與所述待測扭矩傳感器和上位機(jī)電連接，所述轉(zhuǎn)換器采集待測扭矩傳感器的輸出角度值，并將所述輸出角度值傳輸給上位機(jī)；所述上位機(jī)，還用于將伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動前和轉(zhuǎn)動后待測扭矩傳感器產(chǎn)生的輸出角度值換算成待測扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動角度值，并與預(yù)先設(shè)置在上位機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得到待測扭矩傳感器的輸出角度精度。[0005]優(yōu)選地，所述伺服電機(jī)與所述扭矩傳感器通過聯(lián)軸器剛性連接。[0006]優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)值為伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度值。[0007]優(yōu)選地，所述待測扭矩傳感器與所述轉(zhuǎn)換器通過CAN信號線連接。[0008]優(yōu)選地，所述待測扭矩傳感器與所述上位機(jī)通過USB信號線連接。[0009]優(yōu)選地，所述待測扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動角度值為β = ( Θ 2- Θ I) /8，其中，[0010]Θ I為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動前，待測扭矩傳感器的輸出角度值，Θ 2為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動后，待測扭矩傳感器的輸出角度值。[0011 ] 優(yōu)選地，所述邏輯控制信號為脈沖信號。[0012]本實(shí)用新型提供的測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，將伺服電機(jī)與待測扭矩 傳感器直接相連，減少了傳動誤差；同時采用上位機(jī)和可編程邏輯控制器統(tǒng)一的控制伺服 系統(tǒng)工作和扭矩傳感器數(shù)據(jù)的采集，避免了數(shù)據(jù)的不同步；而且采用伺服系統(tǒng)直接來控制 扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動角度，校準(zhǔn)角度從伺服電機(jī)中獲得，精度可以達(dá)到測量要求。


[0013]圖1是本實(shí)用新型測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置實(shí)施例的部件連接示意圖。
具體實(shí)施方式
[0014]為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下 結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施 例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。[0015]圖1是本實(shí)用新型測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置實(shí)施例的部件連接示意 圖，該測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置包括上位機(jī)200，用于產(chǎn)生控制信號；可編程 邏輯控制器300，與所述上位機(jī)200電連接，用于接收所述控制信號，并根據(jù)所述控制信號 產(chǎn)生邏輯控制信號；伺服驅(qū)動器401和伺服電機(jī)402，所述伺服驅(qū)動器401分別與所述可編 程邏輯控制器300和伺服電機(jī)402電連接，用于根據(jù)所述可編程邏輯控制器300輸出的邏 輯控制信號，驅(qū)動所述伺服電機(jī)402工作；待測扭矩傳感器500，與所述伺服電機(jī)402連接， 用于根據(jù)伺服電機(jī)402的轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動，以產(chǎn)生輸出角度值；轉(zhuǎn)換器600，分別與所述 待測扭矩傳感器500和上位機(jī)200電連接，所述轉(zhuǎn)換器600采集待測扭矩傳感器500的輸 出角度值，并將所述輸出角度值傳輸給上位機(jī)200 ;所述上位機(jī)200，還用于將伺服電機(jī)402 轉(zhuǎn)動前和轉(zhuǎn)動后待測扭矩傳感器500產(chǎn)生的輸出角度值換算成待測扭矩傳感器500的轉(zhuǎn)動 角度值，并與預(yù)先設(shè)置在上位機(jī)200中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得到待測扭矩傳感器500的輸出 角度精度。于本實(shí)施例中，待測扭矩傳感器500的輸出軸與伺服電機(jī)402的轉(zhuǎn)動軸通過聯(lián) 軸器剛性連接；待測扭矩傳感器500與轉(zhuǎn)換器600通過CAN信號線連接；待測扭矩傳感器 500與上位機(jī)200通過USB信號線連接。[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，將伺 服電機(jī)與待測扭矩傳感器直接相連，減少了傳動誤差；同時采用上位機(jī)和可編程邏輯控制 器統(tǒng)一的控制伺服系統(tǒng)即伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)工作以及扭矩傳感器數(shù)據(jù)的采集，避免了 數(shù)據(jù)的不同步。[0017]下面結(jié)合圖1說明本實(shí)用新型測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置實(shí)施例的工 作原理。電源100主要為待測扭矩傳感器500提供12V直流電，為可編程邏輯控制器300 提供220V交流電和24V直流電，為伺服驅(qū)動器401提供220V交流電和24V直流電。測量 扭矩傳感器500的輸出角度精度之前，先將待測扭矩傳感器500與本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)換器600 和上位機(jī)200電連接，具體地，扭矩傳感器500與轉(zhuǎn)換器600通過兩根CAN信號線連接；扭 矩傳感器500與上位機(jī)200通過USB信號線連接；并且，通過聯(lián)軸器將伺服電機(jī)402與待測 扭矩傳感器500剛性連接。同時，在上位機(jī)200中預(yù)先設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)值、伺服電機(jī)402的轉(zhuǎn)動模式，其中轉(zhuǎn)動模式包括連續(xù)轉(zhuǎn)動和點(diǎn)動轉(zhuǎn)動，連續(xù)轉(zhuǎn)動模式中需要設(shè)置伺服電機(jī)402的轉(zhuǎn)動速度、轉(zhuǎn)動方向，點(diǎn)動轉(zhuǎn)動模式除了需要設(shè)置伺服電機(jī)402的轉(zhuǎn)動速度、轉(zhuǎn)動方向外，還需要設(shè)置每次轉(zhuǎn)動的角度以及轉(zhuǎn)動的次數(shù)，本實(shí)施例中采用點(diǎn)動轉(zhuǎn)動模式，所述標(biāo)準(zhǔn)值即為伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度。[0018]初始時，在伺服電機(jī)402轉(zhuǎn)動前，上位機(jī)200通過轉(zhuǎn)換器600采集待測扭矩傳感器 500的初始輸出角度值，然后上位機(jī)200輸出控制信號給可編程邏輯控制器300，該控制信號包含事先已經(jīng)設(shè)置在上位機(jī)200中的伺服電機(jī)402的轉(zhuǎn)動方向、轉(zhuǎn)動速度、每次轉(zhuǎn)動角度和轉(zhuǎn)動次數(shù)信息；可編程邏輯控制器300接收所述控制信號，并通過內(nèi)部編寫好的梯形圖執(zhí)行程序?qū)⑺隹刂菩盘栟D(zhuǎn)換成邏輯控制信號，通過I/O 口傳遞給伺服驅(qū)動器401，其中， 所述邏輯控制信號為脈沖信號；伺服驅(qū)動器401在接收到上述脈沖信號后，經(jīng)過內(nèi)部額運(yùn)算生產(chǎn)驅(qū)動伺服電機(jī)402轉(zhuǎn)動的信號，控制伺服電機(jī)402轉(zhuǎn)動；伺服電機(jī)402通過聯(lián)軸器帶動待測扭矩傳感器500的輸出軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生輸出角度值；同時，轉(zhuǎn)換器600通過CAN信號線采集待測扭矩傳感器500輸出角度值，并通過USB信號線將所述輸出角度值輸出給上位機(jī) 200，上位機(jī)200將待測扭矩傳感器500輸出角度值與初始輸出角度值經(jīng)過內(nèi)部計(jì)算后轉(zhuǎn)換成待測扭矩傳感器500的轉(zhuǎn)動角度值，并與預(yù)先設(shè)置在上位機(jī)200標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而可以確定待測扭矩傳感器500的輸出角度精度。伺服電機(jī)402下一次轉(zhuǎn)動前，上位機(jī)200采集的待測扭矩傳感器500的初始輸出角度值為上次待測扭矩傳感器500的輸出角度值。[0019]優(yōu)選地，還可以將上述過程重復(fù)N次，便得到了 N個待測扭矩傳感器500的轉(zhuǎn)動角度值，分別與伺服電機(jī)402的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)動值進(jìn)行比較計(jì)算，便可得到N個待測扭矩傳感器500 輸出角度的精度值，取最大值即為待測扭矩傳感器500輸出角度的精度值。[0020]本實(shí)施例中一個脈沖可以控制伺服電機(jī)402轉(zhuǎn)動O. 01°，測量扭矩傳感器輸出角度精度時，預(yù)先設(shè)置好伺服電機(jī)402的轉(zhuǎn)動速度為2r/min，轉(zhuǎn)動方向?yàn)轫槙r針，每次轉(zhuǎn)動的角度為4.5。。在伺服電機(jī)402轉(zhuǎn)動前，通過轉(zhuǎn)換器600采集待測扭矩傳感器500的初始輸出角度 值Θ 1，然后以2 r/min的速度轉(zhuǎn)動伺服電機(jī)402，轉(zhuǎn)動角度為4. 5°，此時待測扭矩傳感器500輸出的角度值為Θ 2，( Θ 2- Θ 1)/8為待測扭矩傳感器500轉(zhuǎn)動角度值，將上述轉(zhuǎn)動角度值與伺服電機(jī)402標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)動值4. 5°進(jìn)行比較計(jì)算，便可得到待測扭矩傳感器 500輸出角度的精度β，β=Ι (( θ 2-Θ 1)/8-4. 5° )/4.5° I ;伺服電機(jī)402下一次轉(zhuǎn)動前，待測扭矩傳感器500的初始輸出角度值變?yōu)闉棣?2，將上次過程重復(fù)10次，便得到了 10 個待測扭矩傳感器500輸出角度值，分別與伺服電機(jī)402標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)動值4. 5°進(jìn)行比較，便可得到10個待測扭矩傳感器500輸出角度的精度，取最大值即為待測扭矩傳感器500輸出角度的精度值。[0021]本實(shí)用新型提供的測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，將伺服電機(jī)與待測扭矩傳感器直接相連，減少了傳動誤差；同時采用上位機(jī)和可編程邏輯控制器統(tǒng)一的控制伺服系統(tǒng)即伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)工作以及扭矩傳感器數(shù)據(jù)的采集，避免了數(shù)據(jù)的不同步；而且采用伺服系統(tǒng)直接來控制扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動角度，校準(zhǔn)角度從伺服電機(jī)中獲得，精度可以達(dá)到測量要求。[0022]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，其特征在于，包括上位機(jī)，用于產(chǎn)生控制信號；可編程邏輯控制器，與所述上位機(jī)電連接，用于接收所述控制信號，并根據(jù)所述控制信號產(chǎn)生邏輯控制信號；伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)，所述伺服驅(qū)動器分別與所述可編程邏輯控制器和伺服電機(jī)電連接，用于根據(jù)所述可編程邏輯控制器輸出的邏輯控制信號，驅(qū)動所述伺服電機(jī)工作；待測扭矩傳感器，與所述伺服電機(jī)連接，用于根據(jù)伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動，以產(chǎn)生輸出角度值；轉(zhuǎn)換器，分別與所述待測扭矩傳感器和上位機(jī)電連接，所述轉(zhuǎn)換器采集待測扭矩傳感器的輸出角度值，并將所述輸出角度值傳輸給上位機(jī)；所述上位機(jī)，還用于將伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動前和轉(zhuǎn)動后待測扭矩傳感器產(chǎn)生的輸出角度值換算成待測扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動角度值，并與預(yù)先設(shè)置在上位機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得到待測扭矩傳感器的輸出角度精度。
2.如權(quán)利要求1所述的測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，其特征在于，所述伺服電機(jī)與所述扭矩傳感器通過聯(lián)軸器剛性連接。
3.如權(quán)利要求1所述的測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)值為伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動角度值。
4.如權(quán)利要求1所述的測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，其特征在于，所述待測扭矩傳感器與所述轉(zhuǎn)換器通過CAN信號線連接。
5.如權(quán)利要求4所述的測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，其特征在于，所述待測扭矩傳感器與所述上位機(jī)通過USB信號線連接。
6.如權(quán)利要求1所述的測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，其特征在于，所述待測扭矩傳感器的轉(zhuǎn)動角度值為β= (0 2-0 1)/8，其中，Θ I為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動前，待測扭矩傳感器的輸出角度值，Θ 2為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動后,待測扭矩傳感器的輸出角度值。
7.如權(quán)利要求1所述的測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，其特征在于，所述邏輯控制信號為脈沖信號。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種測量扭矩傳感器輸出角度精度的裝置，包括上位機(jī)、可編程邏輯控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和轉(zhuǎn)化器，可編程邏輯控制器接收上位機(jī)產(chǎn)生的控制信號，并根據(jù)控制信號產(chǎn)生邏輯控制信號，伺服驅(qū)動器接收邏輯控制信號并驅(qū)動伺服電機(jī)工作，并帶動待測扭矩傳感器轉(zhuǎn)動，以產(chǎn)生輸出角度值，然后轉(zhuǎn)換器采集輸出角度值，并將傳輸給上位機(jī)，上位機(jī)將伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動前和轉(zhuǎn)動后的輸出角度值換算成轉(zhuǎn)動角度值并與預(yù)先設(shè)置在上位機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得到待測扭矩傳感器的輸出角度精度。本實(shí)用新型將伺服電機(jī)與待測扭矩傳感器直接相連，減少了傳動誤差。
文檔編號G01L25/00GK202836873SQ20122047246
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者程汗青, 唐新穎, 張鵬 申請人:比亞迪股份有限公司