一种扭矩传感器定度实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种扭矩传感器定度实验装置，包括机架、轴承端盖、导轮支架、导轮、导轮轴、应变轴、联轴器一、联轴器二、扭矩传感器、砝码挂盘、砝码、钢丝绳、扭矩施加杆、吊环、钢杆、应变轴支架、传感器支架和电脑；传感器支架、应变轴支架和导轮支架分别依次安装在机架上；导轮安装在导轮支架上端；应变轴通过深沟球轴承一安装在应变轴支架顶部，应变轴两端分别连接固定扭矩施加杆和扭矩传感器；扭矩施加杆一端连接钢杆，另一端连接钢丝绳，钢杆下端设有砝码挂盘，钢丝绳向上绕过导轮并沿导轮另一侧下垂，下垂的钢丝绳末端设有砝码挂盘。本发明专利技术能使最大扭矩值增大到两倍，抵消对应变轴上造成的竖直方向力，使施加到应变轴上的力矩为纯扭矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及本专利技术涉及测量校准
，尤其涉及一种扭矩传感器定度实验装置。
技术介绍
扭矩传感器的主要作用是用于检测轴在运转过程当中所受到的扭矩值得大小。而在使用扭矩传感器之前，对其进行校准和定度，是保证一个扭矩传感器是否能正常工作，是否能工作稳定的重要保障。所谓校准就是检测扭矩传感器自身所测的扭矩是否准确，定度就是指对传感器以及采集器整个系统进行标定，确定整个系统的线性工作范围。校准就是确保传感器与采集系统连接后所测量值的准确性；定度就是为了确定传感器的灵敏度K，灵敏度就是传感器输出量△y与输入量△x之间的比值。对于静态的传感器，我们希望传感器的灵敏度K为一个常数，传感器的输入与输出呈线性关系，因为我们在做数据采集的时候是通过输出的量△y来确定输入的量△x，若K值不断变化，所测的值也将变得不宜测量。所以定度的关键在于确定K值，以及传感器的线性范围。其具体测试方式是在扭矩输入端输入一个固定的扭矩值，然后通过应变轴中的应变片阻值变化产生一个信号，采集器采集，输出到计算机上进行数据处理得出一个应变值，这就得到了一组数据，再测试多组数据，看其是否线性。这就是扭矩传感器的定度理论。现有的各种扭矩定度传感器，有各种不同的定度方式，申请号为CN201510881387.0的中国专利《长轴组件扭矩标定装置及使用该装置的扭矩标定方法》、申请号为CN201120449770.6的中国专利《一种通用型精确扭矩测量标定装置》、申请号为CN201520234555.2的中国专利《一种扭矩传感器静态标定试验台》、申请号为US201314410446的美国专利《TORQUE WRENCH CALIBRATION》等文献都提出了一些办法，能在一定程度上对扭矩传感器进行标定。但上述实验装置大都采用单边施加力或两端向下施加力的方式进行测量，对应变轴会施加一个弯曲拉力，导致测量结果不准确；采用砝码对单侧施加力，无法对应变轴施加更大的应变力，测试范围较小。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种扭矩传感器定度实验装置。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种扭矩传感器定度实验装置，包括机架、滑轨、滑轨车、轴承端盖、深沟球轴承一、导轮支架、导轮、导轮轴、锁紧螺母、深沟球轴承二、应变轴、联轴器一、联轴器二、铰制孔螺栓、沉孔螺钉、扭矩传感器、砝码挂盘、砝码、钢丝绳、扭矩施加杆、吊环、钢杆、导轮支架、传感器支架，以及电脑；所述传感器支架、应变轴支架和导轮支架分别依次安装在机架上；导轮轴两端安装在导轮支架上端，通过锁紧螺母轴向固定，导轮轴为阶梯轴，安装在导轮支架上，导轮轴上安装深沟球轴承二，深沟球轴承二外部安装导轮；所述应变轴为一根中部大两边小的阶梯变径长轴，两端通过深沟球轴承一安装在应变轴支架顶部，深沟球轴承一两端通过轴承端盖固定和密封；所述应变轴两端设有尺寸不一致的键槽，键槽内安装平键，应变轴一端连接固定扭矩施加杆，另一端连接联轴器一，联轴器一和联轴器二之间通过铰制孔螺栓连接固定，联轴器二连接扭矩传感器，扭矩传感器左端设有轴段，左端的轴段和扭矩传感器之间通过沉孔螺钉连接，轴段连接联轴器二，扭矩传感器右端连接传感器支架侧边突出部分，扭矩传感器下部的外壳安装于传感器支架上表面；扭矩施加杆一端连接钢杆，另一端连接钢丝绳，钢杆下端设有砝码挂盘，钢丝绳向上绕过导轮并沿导轮另一侧下垂，下垂的钢丝绳末端设有砝码挂盘；所述应变轴上贴有应变片。所述电脑上有数据处理系统，分别连接扭矩传感器(显示扭矩值)和采集器，采集两者传输过来的信息，并进行数据分析比对。进一步的，所述滑轨与导轮到应变轴的方向平行映照到机架上表面，滑轨车安装于导轮支架底部，滑轨车上带有驱动和刹车机构，并放置于滑轨上，由电脑控制其实时位置。进一步的，所述扭矩施加杆采用硬度高质量轻的7075铝合金材料，其结构为两端尖中部宽形状，尖端设有挂销轴，中心部位设有开有键槽的轴孔。进一步的，所述导轮支架上端采用盖型设计，既上部盖在下部上，下部和上部分别有半个圆孔，贴合在一起组成整圆孔，用螺栓连接到一起。进一步的，所述应变片为电阻式应变片，其形状为长方形，边缘与水平面倾斜45°粘贴在应变轴侧面。进一步的，所述应变片设有4个，粘贴在应变轴一侧，4个应变片围成正方形，上下沿轴线对称，4个应变片之间采用电路连接，构成全桥接法，4臂工作。进一步的，所述应变轴直径小于扭矩传感器直径，所述应变轴直径优选为扭矩传感器直径的一半。进一步的，所述砝码挂盘设有配套用的标准砝码，砝码上端设有凸起，下端设有凹陷，凸起和凹陷尺寸相配，在安放到砝码挂盘上时，上下相邻砝码之间的凸起和凹陷可轴向贴合固定。本专利技术的优点在于：1、可以使施加到应变轴上的最大扭矩值增大到原来的两倍；2、两边加相同质量的砝码，可以抵消单边施加扭矩对应变轴上造成的竖直方向的力，使施加到应变轴上的力矩为纯扭矩；3、采用滑轨结构，当扭矩施加杆发生旋转的时候，滑轨可带动导轮支架随之移动，确保钢丝绳始终与水平面垂直。附图说明图1是本专利技术的结构示意图右视图；图2是本专利技术的结构示意图主视图；图3是本专利技术的结构示意图俯视图；图4是扭矩施加杆左半段结构示意图；图5是导轮支架的结构示意图左视图；图6是应变轴的受力情况示意图；图7是砝码结构示意图主视图；图8是砝码结构示意图俯视图；图9是惠斯通电桥连接关系图；图10是电阻式应变片在应变轴上的贴片示意图；图11是数据采集流程示意图；图12是扭矩施加杆转动前后的受力示意图；图13是实施例中施加扭矩过程中输出(显示)扭矩值的变化图。图中：1、机架；2、滑轨；3、滑轨车；4、轴承端盖；5、深沟球轴承一；6、导轮支架；7、导轮；8、导轮孔；9、导轮轴；10、锁紧螺母；11、深沟球轴承二；12、应变轴；13、联轴器一；14、联轴器二；15、铰制孔螺栓；16、沉孔螺钉；17、扭矩传感器；18、砝码挂盘；19、砝码；20、钢丝绳；21、扭矩施加杆；22、吊环；23、钢杆；24、应变轴支架；25、传感器支架。具体实施方式下面结合附图中的实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但并不构成对本专利技术的任何限制。如图1至图9所示，一种扭矩传感器定度实验装置，包括机架1、滑轨2、滑轨车3、轴承端盖4、深沟球轴承一5、导轮支架6、导轮7、导轮孔8、导轮轴9、锁紧螺母10、深沟球轴承二11、应变轴12、联轴器一13、联轴器二14、铰制孔螺栓15、沉孔螺钉16、扭矩传感器17、砝码挂盘18、砝码19、钢丝绳20、扭矩施加杆21、吊环22、钢杆23、应变轴支架24、传感器支架25，以及电脑；所述传感器支架25、应变轴支架24和导轮支架6分别依次安装在机架1上；导轮轴9两端安装在导轮支架6上端，通过锁紧螺母10轴向固定，导轮轴9中部安装在深沟球轴承二11中部，深沟球轴承二11外部安装导轮7；导轮7上设有导轮孔8；所述应变轴12为一根中部大两边小的阶梯变径长轴，两端通过深沟球轴承一5安装在应变轴支架24顶部，深沟球轴承一5两端通过轴承端盖4固定和密封；所述应变轴12两端设有尺寸不一致的键槽，键槽内安装平键，应变轴12一端连接并固定扭矩施加杆21，另一端连接联轴器一13，联轴器一13和联轴器二14之间通过铰制孔螺栓15连接固定，联轴器二14连接扭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扭矩传感器定度实验装置，其特征在于，包括机架、滑轨、滑轨车、轴承端盖、深沟球轴承一、导轮支架、导轮、导轮轴、锁紧螺母、深沟球轴承二、应变轴、联轴器一、联轴器二、铰制孔螺栓、沉孔螺钉、扭矩传感器、砝码挂盘、砝码、钢丝绳、扭矩施加杆、吊环、钢杆、导轮支架、传感器支架，以及电脑；所述传感器支架、应变轴支架和导轮支架分别依次安装在机架上；导轮轴两端安装在导轮支架上端，通过锁紧螺母轴向固定，导轮轴为阶梯轴，安装在导轮支架上，导轮轴上安装深沟球轴承二，深沟球轴承二外部安装导轮；所述应变轴为一根中部大两边小的阶梯变径长轴，两端通过深沟球轴承一安装在应变轴支架顶部，深沟球轴承一两端通过轴承端盖固定和密封；所述应变轴两端设有尺寸不一致的键槽，键槽内安装平键，应变轴一端连接固定扭矩施加杆，另一端连接联轴器一，联轴器一和联轴器二之间通过铰制孔螺栓连接固定，联轴器二连接扭矩传感器，扭矩传感器左端设有轴段，左端的轴段和扭矩传感器之间通过沉孔螺钉连接，轴段连接联轴器二，扭矩传感器右端连接传感器支架侧边突出部分，扭矩传感器下部的外壳安装于传感器支架上表面；扭矩施加杆一端连接钢杆，另一端连接钢丝绳，钢杆下端设有砝码挂盘，钢丝绳向上绕过导轮并沿导轮另一侧下垂，下垂的钢丝绳末端设有砝码挂盘；所述应变轴上贴有应变片。...

【技术特征摘要】
1.一种扭矩传感器定度实验装置，其特征在于，包括机架、滑轨、滑轨车、轴承端盖、深沟球轴承一、导轮支架、导轮、导轮轴、锁紧螺母、深沟球轴承二、应变轴、联轴器一、联轴器二、铰制孔螺栓、沉孔螺钉、扭矩传感器、砝码挂盘、砝码、钢丝绳、扭矩施加杆、吊环、钢杆、导轮支架、传感器支架，以及电脑；所述传感器支架、应变轴支架和导轮支架分别依次安装在机架上；导轮轴两端安装在导轮支架上端，通过锁紧螺母轴向固定，导轮轴为阶梯轴，安装在导轮支架上，导轮轴上安装深沟球轴承二，深沟球轴承二外部安装导轮；所述应变轴为一根中部大两边小的阶梯变径长轴，两端通过深沟球轴承一安装在应变轴支架顶部，深沟球轴承一两端通过轴承端盖固定和密封；所述应变轴两端设有尺寸不一致的键槽，键槽内安装平键，应变轴一端连接固定扭矩施加杆，另一端连接联轴器一，联轴器一和联轴器二之间通过铰制孔螺栓连接固定，联轴器二连接扭矩传感器，扭矩传感器左端设有轴段，左端的轴段和扭矩传感器之间通过沉孔螺钉连接，轴段连接联轴器二，扭矩传感器右端连接传感器支架侧边突出部分，扭矩传感器下部的外壳安装于传感器支架上表面；扭矩施加杆一端连接钢杆，另一端连接钢丝绳，钢杆下端设有砝码挂盘，钢丝绳向上绕过导轮并沿导轮另一侧下垂，下垂的钢丝绳末端设有砝码挂盘；所述应变轴上贴有应变片。2.根据权利要求1所述的一种扭矩传感器定度实验装置，其特征在于，所述滑轨与导轮到应变轴的方向平行映...

【专利技术属性】
技术研发人员：王作文，孟晓平，王平飞，王梦迪，程晓敏，黄晓曦，张学玲，何娇阳，喻琬琴，蒋志坤，杨欢，李宛河，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51