一种扭矩传感器及其测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种扭矩传感器及其测试系统。该扭矩传感器包括：多根辐条，每根辐条各用于封装一条光纤光栅；两个法兰盘，分别设置在每根辐条的两端；每根辐条与法兰盘形成相同角度，并且多根辐条和两个法兰盘整件加工，多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接。通过以上方式，本发明专利技术通过光纤光栅来实现光信号参量运算，抗电磁干扰的能力强，并且体积小、重量轻，易于安装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及扭矩传感器
，特别是涉及一种扭矩传感器及其测试系统。
技术介绍
在机械传动系统中，扭矩是反映生产设备系统性能的最典型机械量之一，扭矩测量及分析是保证各种生产及辅助设备安全正常运行，节省能源，提高系统效率的重要手段。提高扭矩测量的准确性、扭矩监测和控制的实时性以及扭矩异常分析的可靠性，是减少事故发生，使生产正常进行的重要手段。而目前的扭矩传感器无法实现光信号参量运算，抗电磁干扰的能力低。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种扭矩传感器及其测试系统，以解决上述问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种扭矩传感器，其包括：多根辐条，每根辐条各用于封装一条光纤光栅；两个法兰盘，分别设置在每根辐条的两端；每根辐条与法兰盘形成相同角度，并且多根辐条和两个法兰盘整件加工，多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接。其中，扭矩传感器进一步包括保护壳，用于保护辐条和法兰盘，保护壳设置有光纤适配器，串联连接的多条光纤光栅的一端与光纤适配器的输入端连接。其中，多根辐条为四根辐条，四根辐条封装的四条光纤光栅串联连接。其中，角度的范围为大于或等于25°并且小于或等于30°。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种测试系统，其包括：发动机；传动轴，传动轴的一端与发动机连接；扭矩传感器，包括：多根辐条，每根辐条各用于封装一条光纤光栅；两个法兰盘，分别设置在每根辐条的两端，每根辐条与法兰盘形成相同角度，并且多根辐条和两个法兰盘整件加工，多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接；传动轴的另一端与法兰盘连接，发动机通过传动轴带动扭矩传感器转动，以使扭矩传感器产生扭矩；测试机，与扭矩传感器连接，用于获取光纤光栅的初始波长和通过辐条后的第一波长，测试机根据第一波长和初始波长之间的波长差计算出辐条的扭矩。其中，辐条的扭矩满足以下公式：p＝(λ1-λ10)*n其中，n为扭矩系数；p为辐条的扭矩；λ1为第一波长；λ10为初始波长。其中，多根辐条为四根辐条，四根辐条封装的四条光纤光栅串联连接。其中，扭矩传感器的扭矩满足以下公式：P＝(p1+p2+p3+p4)/4其中，P为扭矩传感器的扭矩；p1、p2、p3以及p4分别为四根辐条的扭矩。其中，角度的范围为大于或等于25°并且小于或等于30°。其中，扭矩传感器进一步包括保护壳，用于保护辐条和法兰盘，保护壳设置有光纤适配器，串联连接的多条光纤光栅的一端与光纤适配器的输入端连接。本专利技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本专利技术的扭矩传感器包括：多根辐条，每根辐条各用于封装一条光纤光栅；两个法兰盘，分别设置在每根辐条的两端；每根辐条与法兰盘形成相同角度，并且多根辐条和两个法兰盘整件加工，多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接；通过光纤光栅来实现光信号参量运算，抗电磁干扰的能力强，并且体积小、重量轻，易于安装。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，进一步可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1是本专利技术第一实施例的扭矩传感器的辐条和法兰盘的立体图；图2是本专利技术第一实施例的扭矩传感器的保护壳的立体图；图3是图1所示的扭矩传感器的上盖的立体图；图4是图1所示的扭矩传感器的内筒的立体图；图5是图1所示的扭矩传感器的套筒的立体图；图6是图1所示的扭矩传感器的下盖的立体图；图7是本专利技术第一实施例的测试系统的结构示意图；图8是图7所示的测试系统的实物连接示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参见图1-2所示，图1是本专利技术第一实施例的扭矩传感器的辐条和法兰盘的立体图；图2是本专利技术第一实施例的扭矩传感器的保护壳的立体图。本实施例所揭示的扭矩传感器包括多根辐条11、两个法兰盘12以及保护壳13。其中，每根辐条11各用于封装一条光纤光栅(图未视)，多根辐条11封装的多条光纤光栅串联连接。两个法兰盘12分别设置在每个辐条11的两端，每根辐条11与法兰盘12形成相同角度。优选地，多根辐条11为四根辐条，具体为第一根辐条111、第二根辐条112、第三根辐条113以及第四根辐条114，如图1所示。第一根辐条111的一端、第二根辐条112的一端、第三根辐条113的一端以及第四根辐条114的一端均设置在一个法兰盘12上；第一根辐条111的另一端、第二根辐条112的另一端、第三根辐条113的另一端以及第四根辐条114的另一端均设置在另一个法兰盘12上，进而第一根辐条111、第二根辐条112、第三根辐条113以及第四根辐条114与法兰盘12形成相同角度。优选地，多根辐条11和两个法兰盘12整件加工，即第一根辐条111、第二根辐条112、第三根辐条113以及第四根辐条114与两个法兰盘12整件加工，一体成型。每根辐条11都需要进行降应力处理，能够提高扭矩传感器的精度，即第一根辐条111、第二根辐条112、第三根辐条113以及第四根辐条114的厚度设置比较薄，以实现降应力处理。四根辐条11封装的四条光纤光栅串联连接，第一根辐条111封装的光纤光栅、第二根辐条112封装的光纤光栅、第三根辐条113封装的光纤光栅以及第四根辐条114封装的光纤光栅串联连接，即第一根辐条111封装的光纤光栅、第二根辐条112封装的光纤光栅、第三根辐条113封装的光纤光栅以及第四根辐条114封装的光纤光栅首尾串联起来。可选地，每个法兰盘12上均设置有四个固定孔121和通孔122，如图1所示，法兰盘12通过该四个通孔121安装在其他结构上，通孔122用于设置保护壳13。保护壳13用于保护多根辐条11和两个法兰盘12，如图2所示。其中，保护壳13设置有光纤适配器131，光纤适配器131设置在保护壳13的外表面。串联连接的多条光纤光栅的一端与光纤适配器131的输入端连接，即串联连接的第一根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭矩传感器，其特征在于，所述扭矩传感器包括：多根辐条，每根所述辐条各用于封装一条光纤光栅；两个法兰盘，分别设置在每根所述辐条的两端；每根所述辐条与所述法兰盘形成相同角度，并且所述多根辐条和所述两个法兰盘整件加工，所述多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接。

【技术特征摘要】
1.一种扭矩传感器，其特征在于，所述扭矩传感器包括：
多根辐条，每根所述辐条各用于封装一条光纤光栅；
两个法兰盘，分别设置在每根所述辐条的两端；
每根所述辐条与所述法兰盘形成相同角度，并且所述多根辐条和所
述两个法兰盘整件加工，所述多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接。
2.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，所述扭矩传感
器进一步包括保护壳，用于保护所述辐条和所述法兰盘，所述保护壳设
置有光纤适配器，串联连接的所述多条光纤光栅的一端与所述光纤适配
器的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的扭矩传感器，其特征在于，所述多根辐条
为四根辐条，所述四根辐条封装的四条光纤光栅串联连接。
4.根据权利要求1所述的扭矩传感器，其特征在于，所述角度的范
围为大于或等于25°并且小于或等于30°。
5.一种测试系统，其特征在于，所述测试系统包括：
发动机；
传动轴，所述传动轴的一端与所述发动机连接；
扭矩传感器，包括：
多根辐条，每根所述辐条各用于封装一条光纤光栅；
两个法兰盘，分别设置在每根所述辐条的两端，每根所述辐条
与所述法兰盘形成相同角度，并且所述多根辐条和所述两个法兰盘整件
加工，所述多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接；
所述传动轴的另一端与所述法兰盘连接，所述发动机...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭科峰，袁宏韬，张军，杨永宏，
申请(专利权)人：北京希卓信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11