應(yīng)變式扭矩傳感器的設(shè)計(jì)技術(shù)

《應(yīng)變式扭矩傳感器的設(shè)計(jì)技術(shù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、SHIPENGINEERING船舶工程Vol.33No.42011總第33卷，2011年第4期應(yīng)變式扭矩傳感器的設(shè)計(jì)技術(shù)胡德福（中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第704研究所，上海200031）摘要：文章介紹了扭矩傳感器的重要性、常用設(shè)計(jì)方式和應(yīng)變式扭矩傳感器的優(yōu)點(diǎn)，并詳細(xì)介紹了應(yīng)變式扭矩傳感器的理論依據(jù)和力學(xué)數(shù)學(xué)模型，分析了作為扭矩傳感器的核心元件-彈性體的材料選擇要素.關(guān)鍵詞：扭矩測(cè)量；扭矩傳感器；應(yīng)變式；彈性體中圖分類號(hào)：TP212文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1000-6982(2011)04-0096-04Desig

2、noftheStrainTorqueSensorHUDe-fu(ShanghaiMarineEquipmentResearchInstitute,CSIC,Shanghai200031,China)Abstract:Introducestheimportanceofthetorquesensor,commondesignwayandthestraintorquesensoradvantages.Andintroducesindetailthevarianttorquesensortheorybasisandt

3、hemechanicsofthemathematicalmodel.Theanalysisofthekeycomponentsasaelastomermaterialchoice-elementsofthetorquesensor.Keywords:torquemeasurement;torquesensor;straintype;elastomer隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，扭矩測(cè)量技術(shù)分析來優(yōu)化確定應(yīng)變片粘貼的位置和方向，提高扭已經(jīng)成為測(cè)試技術(shù)的新分支.扭矩測(cè)量的應(yīng)用領(lǐng)域矩傳感器的準(zhǔn)確度，實(shí)現(xiàn)提高扭矩測(cè)量

4、精度的目標(biāo).越來越廣泛，大到飛機(jī)、船舶、鉆井、發(fā)電設(shè)備和冶金礦山設(shè)備等，小到微電機(jī)、家用電器和鐘表游1扭矩測(cè)量方法及傳感器絲等.扭矩測(cè)量是各種機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量檢驗(yàn)、優(yōu)1.1常用的扭矩測(cè)量方法及傳感器化控制、工況監(jiān)測(cè)和故障診斷等必不可少的內(nèi)容.扭矩測(cè)量技術(shù)是綜合應(yīng)用機(jī)械、電子、物理、準(zhǔn)確的扭矩測(cè)量對(duì)縮短現(xiàn)代船舶裝備的研制周期、計(jì)算機(jī)等多方面知識(shí)的一門學(xué)科.實(shí)現(xiàn)扭矩測(cè)量需提高武器裝備的性能、降低使用與保障費(fèi)用具有重要解決傳感器、能量供給和信號(hào)傳輸三方面的問題，要作用.隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)水平的大幅提升，其中傳

5、感器的準(zhǔn)確度是關(guān)鍵技術(shù)問題之一.目前，國(guó)在民用和國(guó)防領(lǐng)域，一方面對(duì)汽車、船舶、飛機(jī)、內(nèi)外研制和開發(fā)的扭矩傳感器種類很多，按照扭矩鉆井等設(shè)備的需求數(shù)量大幅增加，另一方面對(duì)這些傳感器彈性元件的變形幾何參數(shù)、物理參數(shù)和靜力設(shè)備的需求層次（包括速度、噸位、動(dòng)力特性、安學(xué)關(guān)系，扭矩測(cè)量主要有應(yīng)變型、磁彈性型、轉(zhuǎn)角全性等）也發(fā)生了很大變化，這對(duì)扭矩測(cè)量也同樣型三種.[1]提出了更多更高的要求.而研制高準(zhǔn)確度的扭矩1）應(yīng)變型傳感器是目前國(guó)內(nèi)外使用最多的一種傳感器是提高扭矩測(cè)量精度的關(guān)鍵技術(shù)之一.扭矩傳感器.它采用在旋轉(zhuǎn)軸表

6、面貼應(yīng)變片的傳統(tǒng)本文介紹了扭矩傳感器的常用設(shè)計(jì)方式和應(yīng)變方法，利用適當(dāng)?shù)碾娐啡〉眯盘?hào)，然后進(jìn)行分析處式扭矩傳感器的優(yōu)點(diǎn)，并詳細(xì)介紹了應(yīng)變式扭矩傳理.此種傳感器廣泛使用在靜態(tài)和低速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的感器的理論依據(jù)和力學(xué)數(shù)學(xué)模型，并通過建立彈性扭矩測(cè)量上.測(cè)量精度可達(dá)0.1%FS，量程范圍可覆體的三維實(shí)體模型，借助ANSYS軟件進(jìn)行有限元蓋所有需求，廣泛使用在靜態(tài)和低速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的扭收稿日期：2011-06-03；修回日期：2011-08-01作者簡(jiǎn)介：胡德福（1967-），男，高級(jí)工程師，研究方向：計(jì)量與測(cè)試技術(shù)研究.—

7、96—胡德福，應(yīng)變式扭矩傳感器的設(shè)計(jì)技術(shù)矩測(cè)量上.該類扭矩傳感器應(yīng)用時(shí)需要妥善解決在Δρρ/示形變（幾何尺寸）所引起的影響；表示材旋轉(zhuǎn)條件下的可靠供電和信號(hào)傳輸問題.目前在供Δll/電方面已經(jīng)采用和正在研究的有電池、集流滑環(huán)、料的電阻率隨應(yīng)變所引起的變化，即壓阻效應(yīng)，Δl/l旋轉(zhuǎn)變壓器和射頻耦合方式等.即為彈性體的應(yīng)變，以ε來表示，即：2）磁彈性型傳感器是利用彈性體（扭軸）截面ΔR=Kε（4）0R上的剪應(yīng)力τ與扭矩T成正比的關(guān)系，根據(jù)磁性材料由式（4）可知，應(yīng)變片內(nèi)電阻絲的阻值相對(duì)變?cè)跈C(jī)械應(yīng)力作用下，其導(dǎo)磁性

8、能發(fā)生對(duì)應(yīng)變化的原化與軸向應(yīng)變成正比.理設(shè)計(jì)的.這類傳感器是非接觸式的，安裝使用方從上述可知，只要將應(yīng)變片和彈性體粘貼在一便，且不需要占用較大的空間.但這類傳感器最終測(cè)起，就可以將彈性體的應(yīng)變值，通過應(yīng)變片轉(zhuǎn)換成得的是磁致伸縮層材料應(yīng)力，如何妥善地轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)[1]電阻量的變化，從而實(shí)現(xiàn)非電量測(cè)量.軸本身應(yīng)力或扭矩是值得進(jìn)一步研究的問題.2.2力學(xué)模型分析3）轉(zhuǎn)角型扭矩傳感器是利用彈性體（扭軸）產(chǎn)2.2