[發明專利]基于彈性吊承的微小扭矩校準測量裝置

有效

• 申請號: 201710702112.5
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107290085B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發明（設計）人: 李濤;齊紅麗;吳承勇;曾志龍;林杰俊
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七〇四研究所
• 主分類號: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

本發明涉及一種基于彈性吊承的微小扭矩校準測量裝置，標準扭矩梁兩側對稱安裝左、右砝碼盤，彈性吊承的上端與基座固定連接，下端與標準扭矩梁固定連接，彈性吊承與標準扭矩梁的中心軸線重合；標準扭矩梁的下面設有差動位移傳感器，標準扭矩梁的一側安裝電磁力矩器，當有扭矩載荷時，標準扭矩梁隨同彈性吊承一起繞旋轉中心“O”轉動，所述差動位移傳感器將測量出的由扭矩載荷引起的差動位移傳感器的差動片與差動位移傳感器的相對位移變化，經測量電路處理后傳送給電磁力矩器，用于控制電磁力矩器產生電磁力拉平標準扭矩梁。本發明同時通過電磁力平衡系統、高精度差動變壓器式位移傳感器、信號快速跟蹤測量系統等綜合措施，最大限度提高測試精度。

技術領域

本發明涉及一種微小扭矩校準測量裝置，特別涉及一種基于彈性吊承的微小扭矩校準測量裝置，屬于微小扭矩校準測量技術領域。

背景技術

支承作為靜重式扭矩標準裝置的關鍵部件，是整臺裝置靈敏度的直接體現。目前靜重式扭矩標準裝置主要的支承形式有刀口支承、氣體軸承。刀口支承由于刀刃、刀承是分體的形式，無法保證可動部分擺動中心的空間位置確定不變，且刀刃刀承間總是存在一定數量級的摩擦力矩，會對扭矩校準裝置的靈敏度尤其是微小扭矩校準測量裝置的靈敏度產生一定的影響。近年來氣體軸承開始逐步在各國的高端扭矩標準裝置上得到應用，其關鍵特點就是利用氣膜支撐負荷或減少摩擦，從而大幅的降低摩擦力。采用氣體軸承作為扭矩標準裝置的支承從一定程度上減少了摩擦力矩的影響，但是由于氣體的可壓縮性，使氣體軸承設計或制造不當時易失穩，穩定性較差，不適于微小扭矩校準測量裝置高靈敏度、高穩定性的要求。

扭矩標準裝置無論采用刀口支承、氣體軸承作為旋轉支承支撐力臂，總是存在一定數量級的摩擦力矩、且支承與力臂具有相對運動，不適合于微小量程扭矩標準裝置對高靈敏度和高分辨力的需求。

發明內容

本發明是針對慣導系統電磁元件對微小扭矩校準測量高靈敏度、高分辨力、高穩定性的需求，提出一種基于彈性吊承的微小扭矩校準測量裝置，通過彈性吊承作為裝置的旋轉支撐部件傳遞扭轉變形，通過對電磁力矩器輸出電信號測量的方法進而間接測量扭矩。

本發明的技術方案為：一種基于彈性吊承的微小扭矩校準測量裝置，具有一個用于扭矩加載校準的標準扭矩梁，所述標準扭矩梁的兩側通過薄鋼帶對稱安裝左、右砝碼盤，用于砝碼的加掛，所述標準扭矩梁中間通過彈性吊承連接基座，所述彈性吊承的上端與基座固定連接，下端與標準扭矩梁固定連接，且彈性吊承的旋轉中心線與標準扭矩梁的旋轉中心軸線重合；當有扭矩加載時，標準扭矩梁隨同彈性吊承一起繞旋轉中心“O”轉動，所述標準扭矩梁的下面設有安裝在基座上的差動位移傳感器，標準扭矩梁的一側安裝電磁力矩器，所述差動位移傳感器通過測控電路連接電磁力矩器；當有扭矩載荷時，所述差動位移傳感器將測量出的由扭矩載荷引起的差動位移傳感器的差動片與差動位移傳感器的相對位移變化，經測量電路處理后傳送給電磁力矩器，用于控制電磁力矩器產生電磁力拉平標準扭矩梁。

進一步，所述彈性吊承由前、后“X”型彈性片組成，兩個“X”型彈性片的旋轉中心線重合并與標準扭矩梁的旋轉中心線重合。

進一步，所述彈性吊承由鈹青銅制作。

進一步，所述差動位移傳感器是量程范圍為5mm、分辨率為1um的高精度電感式差動位移傳感器。

本發明的有益效果在于：本發明的基于彈性吊承的微小扭矩校準測量裝置，不同于傳統的扭矩標準裝置采用刀口支承、氣體軸承作為裝置的旋轉支承部件，而是采用彈性吊承作為裝置的旋轉支承部件，兼顧了微小扭矩校準測量裝置對高靈敏度和高穩定性的要求。本發明同時通過電磁力平衡系統、高精度差動變壓器式位移傳感器、信號快速跟蹤測量系統等綜合措施，最大限度提高測試精度。

與現有技術相比，彈性吊承具有與標準力臂無相對運動、無摩擦、高靈敏度的優點，因而適于微小扭矩標準裝置對高靈敏度、高分辨力、高穩定性的綜合性要求。

附圖說明

圖1是本發明的測量原理示意圖；