用于测定传递扭矩的轴上的力和/或扭矩的测量系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于确定传递扭矩的轴(3)上的力和/或扭矩的测量系统(1)，所述测量系统(1)具有至少三个、特别是至少四个压电元件(4a，4b、4c、4d)，这些压电元件分别具有优选方向(V

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测定传递扭矩的轴上的力和/或扭矩的测量系统和方法
本专利技术涉及一种用于确定传递扭矩的轴上的力和/或扭矩的测量系统，其中，该测量系统具有至少三个、特别是至少四个压电元件，该压电元件分别具有一个优选方向，这些压电元件分别在围绕轴的旋转轴线的不同位置上以如下方式设置在经由轴传递的力流中，使得力流的力特别是仅仅存在于压电元件上。
技术介绍
在对马达、特别是内燃机或电动机进行开发和调整时，尽可能准确地了解马达轴上的扭矩是重要的、特别是在试验台运行中。从现有技术已知的是：为此使用具有电阻应变片或压电传感器的测量系统。电阻应变片和类似的测量元件通常用于测量静力。然而具有这种类型测量元件的测量系统通常具有过长的反应时间来测量动态的力变化曲线。而压电测量元件或者压电元件适于测量动态的拉力、压力和剪力。这些元件具有大动态范围、是刚性的并且还能够在分辨率高的同时测量高动态力。文献EP0266452A1涉及一种用于测量力和扭矩的压电记录元件，该压电记录元件包括至少两个压电元件以及至少一个设置在其间的、由绝缘材料制成的支承板，其中，压电元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于确定传递扭矩的轴(3)上的力和/或扭矩的测量系统(1)，其中，所述测量系统(1)具有至少三个、特别是至少四个压电元件(4a，4b、4c、4d)，这些压电元件分别具有优选方向(V

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180124 AT A50064/20181.用于确定传递扭矩的轴(3)上的力和/或扭矩的测量系统(1)，其中，所述测量系统(1)具有至少三个、特别是至少四个压电元件(4a，4b、4c、4d)，这些压电元件分别具有优选方向(Va，Vb，Vc，Vd)，这些压电元件分别在围绕所述轴(3)的旋转轴线(D)的不同位置上以如下方式设置在经由所述轴(3)传递的力流中，即，力流的力特别是仅仅存在于压电元件(4a，4b、4c、4d)上，其中，所述优选方向分别平行于一个唯一的、与所述旋转轴线相交的平面或位于其中，并且所述压电元件(4a，4b，4c，4d)中的至少两个、特别是至少三个压电元件的优选方向(Va；Vb；Vc；Vd)彼此既不平行、也不反向平行地定向。


2.根据权利要求1所述的测量系统(1)，其中，所述压电元件(4a，4b，4c，4d)在几何方面以如下方式设置，即，针对其在所述平面上的投影中的相对彼此的相应位置不存在镜轴和/或不存在镜点。


3.根据权利要求1或2所述的测量系统(1)，其中，所述压电元件(4a，4b，4c，4d)在几何方面以如下方式设置，即，至少两个压电元件至所述旋转轴线(D)具有不同的径向间距，并且/或者在相应两个压电元件之间的围绕所述旋转轴线(D)的两个扇形(αab,αbc,αca)构成不同的夹角。


4.根据前述权利要求之任一项所述的测量系统(1)，所述测量系统还具有信号处理装置(7)，该信号处理装置设置为，借助将压电元件(4a，4b，4c，4d)的相应优选方向或相应通过各个压电元件(4a，4b，4c，4d)测量的力特别是垂直地分解为至少两个分量来确定所述轴(3)上的力和/或扭矩，其中，分别对平行的分量求和。


5.根据权利要求4所述的测量系统(1)，其中，将优选方向分别平行于所述平面或位于其中的所有压电元件的测量信号都用于确定力和/或扭矩。


6.根据权利要求4或5所述的测量系统(1)，其中，第一分量至少基本上与所述轴(3)的转动方向相切，并且第二分量至少基本上垂直于所述转动方向。


7.根据前述权利要求之任一项所述的测量系统(1)，其中，所述平面至少基本上垂直于所述轴(3)的旋转轴线(D)定向。


8.根据前述权利要求之任一项所述的测量系统(1)，其中，所述压电元件的经由其将力导入的面(17a，17b，17c，17d，20b，20d)至少基本上平行于所述平面。


9.根据前述权利要求之任一项所述的测量系统(1)，其中，所述压电元件(4a，4b，4c，4d)针对所述力流构成力主路，并且特别是紧固件上的力分路吸收所述力流的力的10％以下、优选5％以下和最优选2％以下。


10.根据前述权利要求之任一项所述的测量系统(1)，其中，在每个压电元件(4a，4b，4c，4d)旁边沿着所述轴(3)的旋转轴线(D)的方向设置有另外的压电元件(4e，4f)，该另外的压电元件的优选方向(Ve，Vf，Vg，Vh)不与所述平面平行地、特别是至少基本上与这个平面垂直地定向，其中，所述压电元件(4a；4b；4c；4d)与相应设置在旁边的另外的压电元件(4e；4f)构成对(18a，18b，18c，18d)，其中，所述力流的力特别是仅仅存在于所述对(18a，18b，18c，18d)上。


11.根据前述权利要求之任一项所述的测量系统(1)，所述测量系统具有固定装置(5)、特别是轴承保持架，该固定装置(5)承载压电元件(4a，4b，4c，4d，4e，4f)并且使这些压电元件相对彼此定位。


12.根据前述权利要求之任一项所述的测量系统(1)，其中，所述压电元件围绕所述旋转轴线(D)不均匀地分布。


13.根据前述权利要求之任一项所述的测量系统(1)，其中，全部压电元件(4a，4b，4c，4d)和/或对(11a，11b，11c，11d)设置在例如以夹角α＜300°、优选α＜240°、更加优选α＜180°、最优选α＜120°围绕所述旋转轴线的限定扇形内，其中，所述固定装置(5)优选构造为：该固定装置将这个角区域覆盖。


14.根据前述权利要求之任一项所述的测量系统(1)，其中，所述轴(3)通过支承设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚历山大·施瑞克，弗朗茨·德雷西贝纳，赫尔穆特·科卡尔，马里奥·普罗斯特，迈克尔·赫斯勒，
申请(专利权)人：AVL里斯脱有限公司，皮埃佐克莱斯特先进传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT