[發明專利]一種微扭矩測試儀

有效

• 申請號: 201710311725.6
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN106989853B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 趙建輝;徐賀;徐帆;李帆
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

本發明公開了一種微扭矩測試儀，涉及扭矩測試技術領域，該微扭矩測試儀包括：結構模塊和測量模塊；所述結構模塊包括結構框架和軸向位移控制機構，所述軸向位移控制機構用于控制測量軸的軸向位移，實現測量軸的軸向懸浮；所述測量模塊包括角位移測量組件和扭矩驅動組件；本發明的上述技術方案具有如下優點：該微扭矩測試儀性能穩定，測試精度高，可實現微小扭矩的測量。

技術領域

本發明涉及扭矩測試技術領域，特別涉及一種微扭矩測試儀。

背景技術

微扭矩測試儀是一種非接觸式扭矩測量儀器，可實現微小扭矩的測量。微扭矩測試儀可用于血液流變學中的血栓彈力的測量，以便監測血樣凝血過程中血栓彈力的變化。微扭矩測試儀還可用于測試軸承啟動時的啟動力矩和運行過程中的平均力矩和最大力矩。

現在的大部分扭矩測試儀由于自身存在摩擦使其不能實現微小扭矩的測量，檢測精度不高，檢測功能單一。

發明內容

本發明要解決的技術問題為：為了實現微小扭矩的測量，提供一種微扭矩測試儀，解決檢測精度不高，檢測功能單一的問題。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案為：一種微扭矩測試儀，包括結構模塊和測量模塊；

結構模塊包括結構框架和軸向位移控制機構，所述軸向位移控制機構用于控制測量軸的軸向位移，實現測量軸的軸向懸浮；所述結構框架用于固定安裝軸向位移控制機構、角位移測量組件和扭矩驅動組件；

測量模塊包括角位移測量組件和扭矩驅動組件；所述角位移測量組件用于測量測量軸的轉動角度；所述扭矩驅動組件用于產生反作用扭矩來抵消測量軸所受到的外界作用力，使測量軸保持角位移不變；

所述結構框架包括軸套和外磁環，其中兩個外磁環通過過盈配合固定在軸套中部；

所述軸向位移控制機構包括測量軸、內磁環、電磁鐵、銜鐵、位置傳感器、擋片、限位擋板；

所述銜鐵通過緊定螺釘固定在測量軸的上端部，兩個內磁環通過過盈配合固定在測量軸的中部，位置傳感器通過螺釘固定在電磁鐵上端部，電磁鐵通過螺釘固定在軸套的上端部；

所述測量軸上的兩個內磁環和軸套上的兩個外磁環通過同軸并且偏心配合使測量軸徑向懸浮并使測量軸受到一個向下的軸向力，軸套上端部的電磁鐵與測量軸上端部的銜鐵配合使用使測量軸受到一個向上的軸向力來平衡測量軸受到的向下的軸向力，向下的軸向力包括內外磁環偏心配合產生的軸向向下的力和測量軸受到的重力，結合位置傳感器的測量信息調節電磁鐵的電磁力大小使測量軸軸向受力始終平衡保持靜止；通過以上的配合與控制便可以實現限制測量軸的五個自由度，只留有測量軸的軸向旋轉自由度；

所述擋片通過緊定螺釘固定在測量軸的下部，限位擋板通過螺釘固定在軸套的下端部，擋片和限位擋板配合使用限制測量軸的軸向移動范圍起到機械限位的作用。

所述角位移測量組件包括碼盤、碼盤支架、測量電路板；

所述碼盤固定在碼盤支架上，碼盤支架固定在測量軸的上部，測量電路板通過螺釘固定在軸套的上部，測量電路板上焊有編碼器芯片；固定在軸套上測量電路板與固定在測量軸上的碼盤配合使用用于測量測量軸的角位移。

所述扭矩驅動組件包括轉子磁鐵和定子繞組；

所述轉子磁鐵固定在測量軸的中部，定子繞組固定在軸套上；根據角位移測量組件提供的角位移信息調節定子繞組的驅動電流的大小和方向使測量軸保持角位移不變；定子繞組和轉子磁鐵配合使用可以產生一定量的扭矩作用來測量軸上，此扭矩用于平衡測量軸受到的外界轉矩使測量軸保持靜止不動，通讀對定子繞組的驅動電流的測量實現微扭矩的測量。