【技术实现步骤摘要】
一种转轴动静态扭矩测量系统及方法
本专利技术涉及转轴扭矩测量，具体涉及一种转轴动静态扭矩测量系统及方法。
技术介绍
转轴是机械传动系统中的重要部件，而对转轴扭矩进行实时、稳定、准确的监测可为机械传动系统的故障报警、诊断维护及运行可靠性提供有力保障。根据测量原理的不同，当前的扭矩测量技术可以分为平衡力法、能量转换法和传递法三大类。其中，平衡力法由于自身测量机制的局限性只适合测量静止或匀速运动下的扭矩，而能量转换法因测量的间接因素过多导致测量精度较差。传递法不仅测量精度高，还可以实时监测扭矩数值变化，因此得到了最为广泛的关注和深入的研究。传递法是一种通过测量扭矩传递过程中弹性元件的形变导致的物理参数的变化来计算扭矩大小的方法，可以根据测量原理的不同主要可分为应力应变式、扭角式和软测量式三类。应力应变式扭矩传感器可以通过敏感元件测量转轴的应力来计算转轴的扭矩，其代表性传感器是电阻应变式传感器和磁致伸缩式传感器。电阻应变式传感器利用电阻应变片在受到扭矩作用时电阻率会发生改变的特性来测量扭矩数值。该类传感器抗干扰能力较...
【技术保护点】
1.一种转轴动静态扭矩测量系统，其特征在于，包括：磁栅a、磁栅b、磁读头a、磁读头b、信号采集单元、扭矩计算单元，其中磁栅a环绕转轴一端表面同轴安装，产生接缝a；所述磁栅b环绕转轴另一端表面同轴安装，产生接缝b；所述磁读头a、b分别安装在磁栅条a、b上方，有效感应面朝向磁栅，并且使其敏感元件的敏感方向分别与磁栅条圆环a、b相切或垂直；/n所述磁栅a、b在随转轴旋转时在磁读头a、b安装位置处产生类正弦的磁场强度变化曲线，所述磁读头a、b感应该磁场变化并向后端信号采集单元传输类正弦电压信号；其中磁读头a产生两路相互正交的类正弦电压信号sina、cosa，磁读头b产生两路相互正交...
【技术特征摘要】
1.一种转轴动静态扭矩测量系统，其特征在于，包括：磁栅a、磁栅b、磁读头a、磁读头b、信号采集单元、扭矩计算单元，其中磁栅a环绕转轴一端表面同轴安装，产生接缝a；所述磁栅b环绕转轴另一端表面同轴安装，产生接缝b；所述磁读头a、b分别安装在磁栅条a、b上方，有效感应面朝向磁栅，并且使其敏感元件的敏感方向分别与磁栅条圆环a、b相切或垂直；
所述磁栅a、b在随转轴旋转时在磁读头a、b安装位置处产生类正弦的磁场强度变化曲线，所述磁读头a、b感应该磁场变化并向后端信号采集单元传输类正弦电压信号；其中磁读头a产生两路相互正交的类正弦电压信号sina、cosa，磁读头b产生两路相互正交的类正弦信号sinb、cosb；
所述信号采集单元用于对四路信号同时进行电压幅值采集并传输至后端扭矩计算单元；所述扭矩计算单元用于对电压幅值信号进行反正弦运算以获知磁栅a、b的实时相位变化，从而得出当前转轴扭矩。
2.根据权利要求1所述的转轴动静态扭矩测量系统，其特征在于，所述磁栅a、b的种类包括柔性磁栅条、磁瓦、磁环这些N极、S极间隔分布的永磁体键相器。
3.根据权利要求1所述的转轴动静态扭矩测量系统，其特征在于，所述磁读头a、b的种类包括磁通门传感器、霍尔传感器、磁电阻传感器这些磁传感器。
4.根据权利要求1所述的转轴动静态扭矩测量系统，其特征在于，所述磁读头a、b与磁栅a、b之间的安装气隙距离大小范围由特定规则确定，所述规则中，安装气隙距离上限由磁读头敏感元件的极限感应距离决定，安装气隙距离下限由磁栅栅距与系统要求的测量精度共同决定，下限确定步骤如下：
步骤1：确定测量误差可以接受的信号THD值含量；
步骤2：根据THD值含量确定磁读头安装气隙距离与磁栅栅距的比值ε；
步骤3：查阅资料或测量得到磁栅栅距值τ，从而计算安装气隙下限min=ε×τ。
5.一种转轴动静态扭矩测量系统的转轴扭矩测量方法，其特征在于，基于权利要求1-4任一项所述的转轴动静态扭矩测量系统的转轴扭矩测量方法，实现转轴运动...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯延晖，黄光远，邱颖宁，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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