一種振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種傳感器標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，更具體的是涉及一種振動轉(zhuǎn)矩傳感 器標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 旋轉(zhuǎn)機械作為動力設(shè)備廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航天等多個領(lǐng)域，其中電磁轉(zhuǎn)矩是 驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機械運行的物理量，電磁轉(zhuǎn)矩分為恒定轉(zhuǎn)矩和振動轉(zhuǎn)矩，目前常用的轉(zhuǎn)矩標(biāo)定裝 置多為靜態(tài)標(biāo)定，即采用加載高精度砝碼的方式對恒定轉(zhuǎn)矩進(jìn)行標(biāo)定，無法對振動轉(zhuǎn)矩進(jìn) 行標(biāo)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置及標(biāo) 定方法。
[0004] 本發(fā)明的目的采取下述技術(shù)方案實現(xiàn)：
[0005] -種振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置，包括機殼、定子鐵心、定子繞組、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞 組、轉(zhuǎn)軸、左端蓋、左端蓋軸承、右端蓋和右端蓋軸承，所述定子鐵心固定在機殼內(nèi)側(cè)，定子 繞組為單相集中繞組，嵌放在定子鐵心槽中；所述轉(zhuǎn)子鐵心與定子鐵心同軸心，之間存在空 氣隙，轉(zhuǎn)子繞組為單相分布式繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心槽中；所述轉(zhuǎn)軸同軸心的穿過轉(zhuǎn)子鐵心 的中心，轉(zhuǎn)軸的左、右兩端分別穿過左、右端蓋軸承后與機殼固定；所述定子繞組和轉(zhuǎn)子繞 組以并聯(lián)方式連接，且定子繞組的軸線與轉(zhuǎn)子繞組的軸線在空間上正交。
[0006] -種振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定方法，包括所述的標(biāo)定裝置、振動轉(zhuǎn)矩傳感器、可調(diào)負(fù)載 和變頻器，其步驟如下，
[0007] -、標(biāo)定裝置定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組通入交流電，定子繞組產(chǎn)生脈振磁場
[0008] Φ(t) = ?msin(〇t-a) (1)；
[0009] 二、所述步驟一中的脈振磁場Φ(t)與轉(zhuǎn)子繞組電流作用后產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩
[0010]
[0011] 三、根據(jù)步驟二得到電磁轉(zhuǎn)矩T(t)的恒定分量和振動分量分別為
[0012]
[0013] 即電磁轉(zhuǎn)矩振動分量按照正弦規(guī)律變化，頻率為定子繞組通電頻率的兩倍，且振 動分量的幅值與丨旦定分量大小相同；
[0014] 四、標(biāo)定裝置轉(zhuǎn)軸的一端與振動轉(zhuǎn)矩傳感器同軸相連，另一端與可調(diào)負(fù)載同軸相 連；
[0015] 五、設(shè)定可調(diào)負(fù)載為某定值，標(biāo)定系統(tǒng)運行至穩(wěn)態(tài)時，負(fù)載值與電磁轉(zhuǎn)矩的恒定分 量大小相同，根據(jù)步驟三可知此時的負(fù)載值與電磁轉(zhuǎn)矩振動分量的幅值相同，同時存儲振 動轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出電壓；
[0016] 六、改變負(fù)載值，重復(fù)步驟五，標(biāo)定振動轉(zhuǎn)矩傳感器的靈敏度和線性誤差；
[0017] 七、設(shè)定負(fù)載不變，通過變頻器改變標(biāo)定裝置定子繞組通入交流電的頻率，獲取頻 率變化的振動轉(zhuǎn)矩量值，重復(fù)步驟五，標(biāo)定振動轉(zhuǎn)矩傳感器的頻率響應(yīng)范圍。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置能夠產(chǎn)生幅值和頻率連續(xù) 可調(diào)的振動轉(zhuǎn)矩激勵，且正弦失真度??；本發(fā)明的振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定方法能夠標(biāo)定振動 轉(zhuǎn)矩傳感器的靈敏度、線性誤差和頻響范圍多項性能指標(biāo)。
【附圖說明】
[0019] 圖1為振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0020] 圖2為振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置的剖視圖；
[0021] 圖3為振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置的工作原理圖；
[0022] 圖4為振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的波形圖；
[0023]圖5為振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
【具體實施方式】
[0024] 以下結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法的實施。
[0025] 如圖1、圖2所示，一種振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置，包括轉(zhuǎn)軸1、左端蓋軸承2、左端 蓋3、轉(zhuǎn)子繞組4、轉(zhuǎn)子鐵心5、機殼6、定子鐵心7、定子繞組8、右端蓋9和右端蓋軸承10 ; 所述定子鐵心7固定在機殼6的內(nèi)側(cè)，定子繞組8為單相集中繞組，嵌放在定子鐵心7的槽 中；所述轉(zhuǎn)子鐵心5與定子鐵心7同軸心，之間存在空氣隙，轉(zhuǎn)子繞組4為單相分布式繞組， 嵌放在轉(zhuǎn)子鐵心5的槽中；所述轉(zhuǎn)軸1同軸心的穿過轉(zhuǎn)子鐵心5的中心，轉(zhuǎn)軸1的左、右兩 端分別穿過左、右端蓋軸承2和10之后與機殼6固定；所述定子繞組8和轉(zhuǎn)子繞組4以并 聯(lián)方式連接，且定子繞組8的軸線與轉(zhuǎn)子繞組4的軸線在空間上正交。
[0026] 圖3為振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置的工作原理圖，定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組通入正弦交 流電，假設(shè)電流為正時，其方向如圖3(a)所示，根據(jù)右手螺旋定則，定子繞組產(chǎn)生的磁場方 向豎直向下，根據(jù)左手定則，轉(zhuǎn)子繞組受到順時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩；電流方向為負(fù)時，其方 向如圖3(b)所示，根據(jù)右手螺旋定則，定子繞組產(chǎn)生的磁場方向豎直向上，根據(jù)左手定則， 轉(zhuǎn)子繞組受到的電磁轉(zhuǎn)矩仍為順時針方向。
[0027] 圖4為振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的波形圖，定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組通 入正弦交流電壓為：
[0028]u(t)=Umsinωt(1)
[0029]定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的阻抗角同為α，則定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的電流分別為：
[0030]
[0031] 定子繞組的電流產(chǎn)生的磁通量為：
[0032]Φ^?) =Φ,, ·sin(〇t-a) ⑶，
[0033] 所述磁通量與轉(zhuǎn)子繞組的電流作用后產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
[0034]
[0035] 根據(jù)所述式（4)可知，標(biāo)定裝置產(chǎn)生的電磁驅(qū)動轉(zhuǎn)矩包含恒定分量和振動分量分 別為：
[0036]
[0037] 假設(shè)=100，則所述振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置會產(chǎn)生如圖4所示的電磁 轉(zhuǎn)矩波形圖。
[0038]圖5為振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的構(gòu)成圖，包括所述的標(biāo)定裝置、振動轉(zhuǎn)矩傳感 器、可調(diào)負(fù)載和變頻器，振動轉(zhuǎn)矩傳感器的標(biāo)定步驟如下：
[0039] 一、標(biāo)定裝置定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組通入交流電，定子繞組產(chǎn)生脈振磁場；
[0040] 二、所述步驟一中的脈振磁場Φ(t)與轉(zhuǎn)子繞組電流作用后產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩；
[0041] 三、根據(jù)所述步驟二得到電磁轉(zhuǎn)矩T(t)的恒定分量和振動分量，兩者幅值相等；
[0042] 四、標(biāo)定裝置轉(zhuǎn)軸的一端與振動轉(zhuǎn)矩傳感器同軸相連，另一端與可調(diào)負(fù)載同軸相 連；
[0043] 五、設(shè)定可調(diào)負(fù)載為某定值，標(biāo)定系統(tǒng)運行至穩(wěn)態(tài)時，負(fù)載值與電磁轉(zhuǎn)矩的恒定分 量大小相同，根據(jù)步驟三可知此時的負(fù)載值與電磁轉(zhuǎn)矩振動分量的幅值相同，同時存儲振 動轉(zhuǎn)矩傳感器的輸出電壓；
[0044] 六、改變負(fù)載值，重復(fù)步驟五，標(biāo)定振動轉(zhuǎn)矩傳感器的靈敏度和線性誤差；；
[0045] 七、設(shè)定負(fù)載不變，通過變頻器改變標(biāo)定裝置定子繞組通入交流電的頻率，獲取頻 率變化的振動轉(zhuǎn)矩量值，重復(fù)步驟五，標(biāo)定振動轉(zhuǎn)矩傳感器的頻率響應(yīng)范圍。
[0046] 實施例不應(yīng)視為對本發(fā)明的限制，但任何基于本發(fā)明的精神所作的改進(jìn)，都應(yīng)在 本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置，包括機殼、定子鐵屯、、定子繞組、轉(zhuǎn)子鐵屯、、轉(zhuǎn)子繞 組、轉(zhuǎn)軸、左端蓋、左端蓋軸承、右端蓋和右端蓋軸承，其特征在于：所述定子鐵屯、固定在機 殼內(nèi)側(cè)，定子繞組為單相集中繞組，嵌放在定子鐵屯、槽中；所述轉(zhuǎn)子鐵屯、與定子鐵屯、同軸 屯、，之間存在空氣隙，轉(zhuǎn)子繞組為單相分布式繞組，嵌放在轉(zhuǎn)子鐵屯、槽中；所述轉(zhuǎn)軸同軸屯、 的穿過轉(zhuǎn)子鐵屯、的中屯、，轉(zhuǎn)軸的左、右兩端分別穿過左、右端蓋軸承后與機殼固定；所述定 子繞組和轉(zhuǎn)子繞組W并聯(lián)方式連接，且定子繞組的軸線與轉(zhuǎn)子繞組的軸線在空間上正交。2. -種振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定方法，包括權(quán)利要求1所述的標(biāo)定裝置、振動轉(zhuǎn)矩傳感器、 可調(diào)負(fù)載和變頻器，其特征在于：其步驟如下， 一、 標(biāo)定裝置定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組通入交流電，定子繞組產(chǎn)生脈振磁場 巫（t) =〇mSin(>t-a ) (1)； 二、 所述步驟一中的脈振磁場?(t)與轉(zhuǎn)子繞組電流作用后產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩=、根據(jù)步驟二得到電磁轉(zhuǎn)矩T(t)的恒定分量和振動分量分別為即電磁轉(zhuǎn)矩振動分量按照正弦規(guī)律變化，頻率為定子繞組通電頻率的兩倍，且振動分 量的幅值與恒定分量大小相同； 四、 標(biāo)定裝置轉(zhuǎn)軸的一端與振動轉(zhuǎn)矩傳感器同軸相連，另一端與可調(diào)負(fù)載同軸相連； 五、 設(shè)定可調(diào)負(fù)載為某定值，標(biāo)定系統(tǒng)運行至穩(wěn)態(tài)時，負(fù)載值與電磁轉(zhuǎn)矩的恒定分量大 小相同，根據(jù)步驟=可知此時的負(fù)載值與電磁轉(zhuǎn)矩振動分量的幅值相同，同時存儲振動轉(zhuǎn) 矩傳感器的輸出電壓； 六、 改變負(fù)載值，重復(fù)步驟五，標(biāo)定振動轉(zhuǎn)矩傳感器的靈敏度和線性誤差； 屯、設(shè)定負(fù)載不變，通過變頻器改變標(biāo)定裝置定子繞組通入交流電的頻率，獲取頻率變 化的振動轉(zhuǎn)矩量值，重復(fù)步驟五，標(biāo)定振動轉(zhuǎn)矩傳感器的頻率響應(yīng)范圍。
【專利摘要】一種振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，標(biāo)定裝置包括定子鐵心及繞組、轉(zhuǎn)子鐵心及繞組，定子繞組為單相集中繞組，轉(zhuǎn)子繞組為單相分布繞組，定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián)，且定、轉(zhuǎn)子繞組軸線相互正交。標(biāo)定時首先將交流電通入定、轉(zhuǎn)子繞組，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩包含恒定分量和振動分量，且兩者幅值相等；然后將振動轉(zhuǎn)矩傳感器、標(biāo)定裝置和可調(diào)負(fù)載同軸連接，穩(wěn)態(tài)運行時負(fù)載大小與電磁轉(zhuǎn)矩振動分量的幅值相等，記錄振動轉(zhuǎn)矩傳感器輸出電壓，實現(xiàn)振動轉(zhuǎn)矩傳感器靜態(tài)特性的標(biāo)定；最后通過變頻器改變繞組輸入電流的頻率，實現(xiàn)振動轉(zhuǎn)矩傳感器動態(tài)特性的標(biāo)定。本發(fā)明的振動轉(zhuǎn)矩傳感器標(biāo)定裝置及標(biāo)定方法，能夠標(biāo)定振動轉(zhuǎn)矩傳感器的靈敏度、線性誤差和頻響范圍。
【IPC分類】G01L25/00
【公開號】CN105372006
【申請?zhí)枴緾N201510952624
【發(fā)明人】趙浩, 馮浩, 丁立軍, 吳曉陽
【申請人】趙浩
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月11日