扭矩标准机全平衡加载系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种扭矩标准机全平衡加载系统，包括杠杆，特征是：所述杠杆的中心通过联轴器与旋转电机输出轴连接，旋转电机输出轴上安装被检扭矩传感器，旋转电机上安装旋转角度编码器，在杠杆端部的下方设置激光位移传感器；在所述杠杆的两端部连接砝码举升组件，砝码举升组件包括砝码举升平台和负荷砝码组，砝码举升平台一侧设置砝码位置传感器；所述负荷砝码组包括依次堆叠的砝码，砝码内部为空腔，空腔上下为设有通孔的挡板，相邻砝码之间通过设置在通孔中的连接杆连接，连接杆的两端具有圆盘，最上端的砝码通过悬挂钢带与杠杆连接；连接杆在砝码空腔内具有上下的行程距离。本实用新型专利技术保证在砝码加卸载过程中的力臂平衡状态，提高扭矩值的测量精度。

【技术实现步骤摘要】
扭矩标准机全平衡加载系统
本技术涉及一种扭矩标准机全平衡加载系统，尤其是一种在砝码加卸载过程中保证力臂全平衡的加载系统。
技术介绍
扭矩标准机在国民经济建设中，起到量值传递和量值溯源的作用，是扭矩计量检定工作中不可缺少的关键设备。从某种程度上讲，扭矩标准装置的技术水平反映出一个国家和地区的扭矩测量水平的高低。 扭矩作为一个力学的主要参数，其重要性已经为各发达国家所重视，以德国为主的发达国家(美国、英国、法国等)，在九十年代后期，大力发展先进的高精度扭矩计量标准装置，以满足国内日益增长的民用及军用工业部门的需求。目前国际上先进的工业国家，如德国、英国、日本等相继建立了采用各类新型技术的高准确度扭矩标准机，完成了设备的更新换代，实现了装置检测校准工作的半自动化或全自动化。 扭矩标准机根据其设计原理可大致分为静重式扭矩标准装置、杠杆放大式扭矩标准装置、参考式扭矩标准装置和其他类型的扭矩标准装置。我国扭矩标准机的类型比较单一，以静重式扭矩标准机为主要类型。静重式扭矩标准机是以砝码的质量作为标准负荷，通过力臂杠杆的作用产生标准力矩，借助适当的机构按预定顺序自动、平稳、准确地把作用力矩和平衡力矩施加到被检扭矩(扭转)传感器上。这种扭矩标准机的计量学性能取决于砝码质量、杠杆长度、杠杆的水平控制程度，砝码的加卸载方式等重要技术指标。 与国际上先进国家的扭矩标准机比较，我国扭矩标准机的准确性、可靠性和自动化程度尚有较大的差距。分析目前我国现有型式的扭矩标准机，由于砝码加卸载不平稳，在加载过程中对被检传感器产生扭矩过冲。扭矩标准机的加载形式一般以杠杆平衡一砝码加载(或卸载)一杠杆失稳一杠杆再平衡这样一种循环方式工作，整个加载和杠杆平衡所用时间过长，同时由于杠杆反复失衡且失衡角度过大，对杠杆支撑刀口产生较大的摩擦和破坏，不仅降低了杠杆平衡的灵敏度，也降低了扭矩标准机的准确度。总结现有扭矩标准机所存在的主要问题可以归纳为: 1、杠杆水平控制方式有缺陷，控制精度和抗干扰能力差，且控制能力无法进行明确量化； 2、砝码加卸载不平稳，砝码定位系统可靠性较差，不能准确的确定加卸载的位置； 3、砝码加卸载后完全失衡，力臂平衡时间长，工作效率低。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种扭矩标准机全平衡加载系统，保证扭矩标准机在砝码加卸载过程中的力臂平衡状态，提高扭矩值的测量精度；同时可以避免扭矩冲击，减少力臂的平衡时间，提高检测效率。 按照本技术提供的技术方案，一种扭矩标准机全平衡加载系统，包括杠杆，特征是:所述杠杆的中心通过联轴器与旋转电机的输出轴连接，在旋转电机的输出轴上安装被检扭矩传感器，在旋转电机上安装用于测量旋转电机输出轴转动角度的旋转角度编码器；在所述杠杆的一端或两端的下方设置用于测量杠杆水平状态的激光位移传感器；在所述杠杆的两端部分别通过悬挂钢带连接砝码举升组件，砝码举升组件包括砝码举升平台，在砝码举升平台上设置负荷砝码组，在砝码举升平台一侧设置用于检测砝码举升平台高度的砝码位置传感器；所述负荷砝码组包括多个从下至上依次堆叠的砝码，砝码的内部设置空腔，空腔的上下为挡板，挡板上设置通孔；每个砝码与相邻的砝码的之间通过设置在通孔中的连接杆连接，连接杆的两端具有凸出于连接杆外圆周面的圆盘；最上端的砝码通过悬挂钢带与杠杆连接；每个砝码内的连接杆在砝码空腔内具有可上下活动的行程距离。 进一步的，所述激光位移传感器、砝码位置传感器和旋转角度编码器的输出端分别与CPU处理器连接，CPU处理器的输出端连接砝码加载电机控制器和旋转电机控制器，砝码加载电机控制器连接砝码加载电机驱动器，砝码加载电机驱动器驱动砝码加载电机动作，旋转电机控制器连接旋转电机驱动器，旋转电机驱动器驱动旋转电机动作。 进一步的，所述CPU处理器连接键盘和显示器以及数据存储器。 进一步的，在所述杠杆的两端的下方分别对称设置杠杆摆动限位器。 进一步的，所述砝码举升平台与砝码加载电机的动力输出端连接。 本技术为扭矩(扭转)传感器的检定/校准提供了快速、高效、准确的解决方案和技术基础，为进一步提高传感器的产品质量，降低企业的检测成本，提升产品的综合竞争力，提高整个传感行业的水平，促进我国自动化设备制造业的发展和进入世界先进行列提供了有利条件。同时，传感器制造业的提升，将间接带动各个行业技术的发展，安全性能的增加，工作效率的提高，将会产生极好的经济和社会效益。 【附图说明】 图1为本技术所述全平衡加载系统的结构示意图。 图2为图1的A向视图。 图3为所述全平衡加载系统的原理框图。 图4为所述负荷砝码组在加载过程中高度坐标变化示意图。 图5为采用步进式加载方式的流程图。 图6为采用连续式加载方式的流程图。 【具体实施方式】 下面结合具体附图对本技术作进一步说明。 如图1?图4所示:所述扭矩标准机全平衡加载系统包括杠杆1、激光位移传感器2、负荷砝码组3、砝码位置传感器4、砝码举升组件5、旋转角度编码器6、旋转电机7、被检扭矩传感器8、联轴器9、杠杆摆动限位器10、悬挂钢带11、砝码12、连接杆13、挡板14、砝码加载电机15、CPU处理器16、砝码加载电机控制器17、旋转电机控制器18、砝码加载电机驱动器19、旋转电机驱动器20、键盘和显示器21、数据存储器22、砝码举升平台23等。 如图1、图2所示，本技术包括杠杆I，杠杆I的中心通过联轴器9与旋转电机7的输出轴连接，在旋转电机7的输出轴上安装被检扭矩传感器8，在旋转电机7上安装用于测量旋转电机7输出轴转动角度的旋转角度编码器6 ;在所述杠杆I的一端或两端的下方设置激光位移传感器2，激光位移传感器2用于测量杠杆I的水平状态；在所述杠杆I的两端部分别通过悬挂钢带11连接砝码举升组件5，砝码举升组件5包括砝码举升平台23，砝码举升平台23与砝码加载电机15的动力输出端连接，砝码加载电机15用于提供砝码举升平台23上升或下降运动的动力，在砝码举升平台23上设置负荷砝码组3，在砝码举升平台23 —侧设置砝码位置传感器4，砝码位置传感器4用于检测砝码举升平台23的高度； 如图3所示，所述激光位移传感器2、砝码位置传感器4和旋转角度编码器6的输出端分别与CPU处理器16连接，CPU处理器16的输出端连接砝码加载电机控制器17和旋转电机控制器18，砝码加载电机控制器17连接砝码加载电机驱动器19，砝码加载电机驱动器19驱动砝码加载电机15动作，旋转电机控制器18连接旋转电机驱动器20，旋转电机驱动器20驱动旋转电机7动作；所述CPU处理器16连接键盘和显示器21以及数据存储器22 ； 如图4所示，所述负荷砝码组3包括多个从下至上依次堆叠的砝码12，砝码12的内部设置空腔，空腔的上下为挡板14，挡板14上设置通孔；每个砝码12与相邻的砝码12的之间通过设置在通孔中的连接杆13连接，连接杆13的两端分别连接凸出于连接杆13外圆周面的圆盘；最上端的砝码12通过悬挂钢带11与杠杆I连接；每个连接杆13在砝码12空腔内具有可上下活动的行程距离； 如图2所示，在所述杠杆I的两端的下方分别对称设置杠杆摆动限位器10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭矩标准机全平衡加载系统，包括杠杆（1），其特征是：所述杠杆（1）的中心通过联轴器（9）与旋转电机（7）的输出轴连接，在旋转电机（7）的输出轴上安装被检扭矩传感器（8），在旋转电机（7）上安装用于测量旋转电机（7）输出轴转动角度的旋转角度编码器（6）；在所述杠杆（1）的一端或两端的下方设置用于测量杠杆（1）水平状态的激光位移传感器（2）；在所述杠杆（1）的两端部分别通过悬挂钢带（11）连接砝码举升组件（5），砝码举升组件（5）包括砝码举升平台（23），在砝码举升平台（23）上设置负荷砝码组（3），在砝码举升平台（23）一侧设置用于检测砝码举升平台（23）高度的砝码位置传感器（4）；所述负荷砝码组（3）包括多个从下至上依次堆叠的砝码（12），砝码（12）的内部设置空腔，空腔的上下为挡板（14），挡板（14）上设置通孔；每个砝码（12）与相邻的砝码（12）的之间通过设置在通孔中的连接杆（13）连接，连接杆（13）的两端具有凸出于连接杆（13）外圆周面的圆盘；最上端的砝码（12）通过悬挂钢带（11）与杠杆（1）连接；每个砝码（12）内的连接杆（13）在砝码（12）空腔内具有可上下活动的行程距离。...

【技术特征摘要】
1.一种扭矩标准机全平衡加载系统，包括杠杆(I)，其特征是:所述杠杆(I)的中心通过联轴器(9)与旋转电机(7)的输出轴连接，在旋转电机(7)的输出轴上安装被检扭矩传感器(8)，在旋转电机(7)上安装用于测量旋转电机(7)输出轴转动角度的旋转角度编码器(6);在所述杠杆(I)的一端或两端的下方设置用于测量杠杆(I)水平状态的激光位移传感器(2);在所述杠杆(I)的两端部分别通过悬挂钢带(11)连接砝码举升组件(5)，砝码举升组件(5 )包括砝码举升平台(23 )，在砝码举升平台(23 )上设置负荷砝码组(3 )，在砝码举升平台(23) —侧设置用于检测砝码举升平台(23)高度的砝码位置传感器(4);所述负荷砝码组(3)包括多个从下至上依次堆叠的砝码(12)，砝码(12)的内部设置空腔，空腔的上下为挡板(14)，挡板(14)上设置通孔；每个砝码(12)与相邻的砝码(12)的之间通过设置在通孔中的连接杆(13)连接，连接杆(13)的两端具有凸出于连接杆(13)外圆周面的圆盘；最上端的砝码(12 )通过悬挂钢带(11)与杠杆(I)...

【专利技术属性】
技术研发人员：费明辉，赵晓兵，周政，
申请(专利权)人：无锡市计量检定测试中心，
类型：新型
国别省市：江苏;32