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扭矩傳感器計(jì)量校準(zhǔn)常會(huì)有哪些問(wèn)題出現(xiàn)？具體處理辦法是什么？
2022-12-05 11:00
轉(zhuǎn)矩是旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)之中最常涉及的參數(shù)。為了檢測(cè)旋轉(zhuǎn)力矩，通常采用扭角相位差傳感器。傳感器安裝在具有相同齒數(shù)、形狀和安裝角度的兩組齒輪的彈性軸的兩端，接近（磁性或光學(xué)）傳感器安裝在齒輪的內(nèi)部。
當(dāng)彈性軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，這兩組傳感器可以測(cè)量?jī)山M脈搏波，通過(guò)比較這兩組脈搏波左右邊緣的相位差，就可以計(jì)算出彈性軸所承受的扭矩的大小。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩信號(hào)的非接觸式傳輸，檢測(cè)信號(hào)為數(shù)字信號(hào)。缺點(diǎn)：體積大，安裝困難，低速性能不理想，因?yàn)槊}沖波的左右邊緣比較慢，低速時(shí)很難比較。
扭矩試驗(yàn)比較成熟的計(jì)量校準(zhǔn)檢測(cè)方法是應(yīng)變電測(cè)技術(shù)，它具有精度高、頻率響應(yīng)快、可靠性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。將專用扭力測(cè)量應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸之上，形成應(yīng)變橋。如果向應(yīng)變電橋提供工作電源，就可以對(duì)彈性軸的扭轉(zhuǎn)電信號(hào)進(jìn)行測(cè)試。這是基本的扭矩傳感器模式。
然而，在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳輸系統(tǒng)之中，最困難的問(wèn)題是如何可靠地傳輸應(yīng)變橋在旋轉(zhuǎn)體之上的橋壓輸入，以及檢測(cè)到的應(yīng)變信號(hào)在旋轉(zhuǎn)體和靜止體間輸出。環(huán)來(lái)完成。由于導(dǎo)電滑環(huán)屬于摩擦接觸，不可避免地存在磨損和發(fā)熱，從而限制了轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。且由于不可靠的接觸會(huì)引起信號(hào)波動(dòng)，從而導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差甚至測(cè)量不成功。
為了克服導(dǎo)電滑環(huán)的缺陷，另一種方法是采用無(wú)線遙測(cè)的方法：將扭矩和應(yīng)變信號(hào)在轉(zhuǎn)軸之上放大，經(jīng)V/F轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，通過(guò)載波調(diào)制，從轉(zhuǎn)軸上無(wú)線傳輸出去。到軸的內(nèi)側(cè)，再用無(wú)線電接收的方法，就可以得到旋轉(zhuǎn)軸扭轉(zhuǎn)的信號(hào)。旋轉(zhuǎn)軸之上的能量供應(yīng)是固定在旋轉(zhuǎn)軸之上的電池。這種方法稱為遙測(cè)轉(zhuǎn)矩計(jì)。
扭矩傳感器的計(jì)量校準(zhǔn)檢測(cè)常見(jiàn)問(wèn)題及解決方法
目前，扭矩傳感器的計(jì)量校準(zhǔn)測(cè)量存在四個(gè)問(wèn)題：一是傳感器的結(jié)構(gòu)不同；二是適配器不統(tǒng)一。三是在線測(cè)量受到限制。四是扭矩測(cè)量?jī)x的通用性不好。針對(duì)扭矩測(cè)量過(guò)程之中遇到的這些問(wèn)題，以及現(xiàn)實(shí)之中扭矩測(cè)量的實(shí)際需要，我們可以嘗試從下列幾個(gè)方面采取措施。
1.標(biāo)準(zhǔn)化連接器的加工規(guī)模
對(duì)于機(jī)械制造行業(yè)來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)以百萬(wàn)計(jì)，所有這些標(biāo)準(zhǔn)件都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。對(duì)于扭矩傳感器的連接件，首先應(yīng)盡可能采用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)件，不符合使用要求的可制定相應(yīng)的刻度，并對(duì)所用材料、幾何形狀、強(qiáng)度、熱處理要求等作出規(guī)定。應(yīng)統(tǒng)一規(guī)定。也可以限制在目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，這樣便于制造商的制造和客戶的選擇和使用，同時(shí)盡量減少適配器的疊加，以免帶來(lái)不確定性。
2. 研究和開(kāi)發(fā)在線計(jì)量校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)
研究開(kāi)發(fā)在線計(jì)量校準(zhǔn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使該裝置能夠調(diào)整采樣頻率、采樣周期等參數(shù)。設(shè)備可以有多個(gè)范圍。有固定的方式與被測(cè)設(shè)備連接，減少人為因素的影響。有在線反饋補(bǔ)償系統(tǒng)，保證在線計(jì)量裝置的串聯(lián)不會(huì)帶來(lái)新的影響或影響不大。系統(tǒng)以無(wú)線WiFi或藍(lán)牙的形式植入，保證不受干擾的動(dòng)態(tài)檢測(cè)等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)和計(jì)量校準(zhǔn)并重。
3. 統(tǒng)一傳感器制造標(biāo)準(zhǔn)
修訂現(xiàn)行的扭矩傳感器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或制定專門(mén)的扭矩傳感器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以統(tǒng)一或限制扭矩傳感器輸入、輸出端子的結(jié)構(gòu)，規(guī)范扭矩傳感器的制造標(biāo)準(zhǔn)，滿足各行業(yè)扭矩計(jì)量校準(zhǔn)的需要。統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)是解決扭矩傳感器計(jì)量校準(zhǔn)問(wèn)題的關(guān)鍵。統(tǒng)一了生產(chǎn)和制造標(biāo)準(zhǔn)，從而減輕了連接件和在線計(jì)量校準(zhǔn)的問(wèn)題。
4. 指定計(jì)量校準(zhǔn)儀器的通用性
例如，在力值領(lǐng)域，由于傳感器的制造原理是相同的，某種類型的二次儀表能很好地適應(yīng)各種類型力傳感器的要求，從而構(gòu)成通用的測(cè)力系統(tǒng)，可用于生產(chǎn)和生活中的測(cè)力應(yīng)用。它的分布非常廣泛，幾乎隨處可見(jiàn)。因此，我們應(yīng)借鑒測(cè)力儀表的形式，針對(duì)不同應(yīng)用領(lǐng)域的扭矩傳感器，開(kāi)發(fā)出相應(yīng)類型的扭矩測(cè)量?jī)x表。盡可能有通用儀器進(jìn)行匹配，減少了客戶選擇的復(fù)雜工作，提高了計(jì)量校準(zhǔn)的效率和準(zhǔn)確度。
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