[實用新型]一種數字式扭力扳手

有效

• 申請號: 201220601819.X
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN202964512U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 倪守忠;蔣曉波
• 申請（專利權）人: 浙江省計量科學研究院
• 主分類號: B25B23/142
• 分類號: B25B23/142;G01L5/24
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務所 33233
• 代理人: 王梨華;陳麗霞

技術領域

本實用新型涉及扭力扳手，尤其涉及了一種數字式扭力扳手。

背景技術

扭力扳手廣泛應用于建筑、汽車、船泊及各種動力機械制造行業，它可分成機械式和數字式兩大類；按用途可分為施工用扭力扳手和測量用扭力扳手；施工用扭力扳手通常精度在3%以下；測量用扭力扳手精度通常在3%以上。由于扭力扳手使用過程中除了受到力矩作用外還受到剪力干擾影響，制約了測量精度的提高。

發明內容

本實用新型針對現有技術中精度在3%以上的扭力扳手，針對其測量過程中受到剪力干擾的缺點，提供了一種數字式扭力扳手。

為了解決上述技術問題，本實用新型通過下述技術方案得以解決：

一種數字式扭力扳手，包括施擰頭、力臂和指示儀表，所示的力臂前端是測量區，且與施擰頭連接，所述力臂測量區的上表面從左至右分布有A組、B組、C組3組應變片組；與上表面對應位置測量區的下表面從左至右分布有A’組、B’組、C’組3組應變片組；每組應變片組由2片應變片組成；A組與A’組軸向對稱分布，B組與B’組軸向對稱分布，C組與C’組軸向對稱分布。

作為優選，所述A組應變片組到施擰頭中心的距離為L₁，B組應變片組到C組應變片組的距離為L₃，且L₁=?L₃，A組應變片組到B組應變片組的距離為L₂。

作為優選，所述的每組應變片組的2個應變片前后排列，應變片上設有絲柵，絲柵方向與力臂軸向一致。

作為優選，所述的A組應變片組的2個應變片從前到后為應變片R_A1、R_A2，B組應變片組的2個應變片從前到后為應變片R_B1、R_B2，C組應變片組的2個應變片從前到后為應變片R_C1、R_C2；A’組應變片組的2個應變片從前到后為應變片R_A3、R_A4，B’組應變片組的2個應變片從前到后為應變片R_B3、R_B4，C’組應變片組的2個應變片從前到后為應變片R_C3、R_C4；所述的12個應變片通過導線連接成惠斯通電橋，惠斯通電橋的輸出端與指示儀表連接，指示儀表連有激勵電源，惠斯通電橋的輸入端連接激勵電源，其中應變片R_A1、?R_B1和?R_C3組成一個電橋臂，應變片R_?A2?、R_B2?和R_C4組成一個電橋臂，應變片R_A3、R_?B3?和R_C1組成一個電橋臂，應變片R_A4?、R_B4和R_C2組成一個電橋臂。

作為優選，所述的施擰頭和力臂剛性連接，指示儀表設置在力臂上或設置在力臂外。

作為優選，所述的施擰頭為方頭或多邊頭；施擰頭設置在施擰段上。

作為優選，所述的力臂后端是非測量區；測量區的橫截面為矩形。

一種測量扭矩值的方法，需要測量的扭矩為M=PL，其中L是施擰頭中心到力P的距離，在力臂的非測量區施加一個力P，利用惠斯通電橋進行扭矩測量；扭矩與惠斯通電橋的輸出值S之間的關系按公式計算；得出惠斯通電橋的輸出值S與扭矩M的大小成正比；其中h為力臂橫截面的高度，b為力臂橫截面的寬度，K為應變片系數，E為彈性模量，R_i為惠斯通電橋輸出電阻，R_o為惠斯通電橋輸入電阻。

作為優選，在測量區上應變片所對應的A-A’、B-B’、C-C’對應橫截面的彎矩分別為M_A=P（L-L₁)，M_B=?P（L-L₁-L₂），M_C=?P（L-L₁-L₂-L₃）；測量區（21）A-A’、B-B’、C-C’對應橫截面的最大彎曲應變分別為：

，，；應變片上的絲柵的電阻因測量區變形而發生改變，產生的電阻變化量分別為ΔR_A、ΔR_B、ΔR_C；惠斯通電橋的輸出值S可表示成：