[發明專利]扭轉力矩傳感器

有效

• 申請號: 201780005787.2
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN108431370B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 萊昂內爾·雷諾
• 申請（專利權）人: 賽峰直升機發動機公司
• 主分類號: F01D5/08
• 分類號: F01D5/08;F01D21/00;G01L3/10;G01L3/12
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 孟媛;姚開麗

本發明涉及一種扭轉力矩傳感器，包括經受待測量的力矩的傳動軸(12)、參考軸(14)以及用于測量兩個軸之間的角度變形的裝置，該角度變形表示待測量的力矩。力矩傳感器的特征在于，傳動軸(12)包括孔(24)，孔從傳動軸(12)的被稱為軸的輸入端(28)的一個端部延伸到相反的端部，并且力矩傳感器包括用于限制兩個軸的溫度的外殼(22)和流體流通回路，該流體流通回路包括由所述孔(24)構成的部分、用于在軸的所述輸入端(28)處將流體注入到孔(24)中的注入器(32)以及流體流通回路中的流體溫度傳感器(34)，所測量的溫度意在用于校正力矩測量。

技術領域

本發明涉及一種力矩傳感器。特別地，本發明涉及一種用于測量特別是飛行器的渦輪發動機中的旋轉元件的力矩的扭轉力矩傳感器。

背景技術

扭轉力矩傳感器是用于測量力矩的裝置，其工作原理是測量第一軸(被稱為傳動軸，經受待測量的力矩)上的扭力，并且對由于該扭力而在傳動軸和第二軸(被稱為參考軸，其不經受待測量的力矩)之間引起的角度變形進行比較。該比較使得能夠推導出待測量的力矩。

具體地，對角度變形的測量是通過在每個軸上添加形成發音輪的讀取齒以及通過傳感器探測每個齒從傳感器前面的通過來完成的。在傳動軸上沒有力矩的情況下，傳動軸上的讀取齒和參考軸上的讀取齒間隔開一定的距離。當傳動軸經受一力矩時，所產生的扭力引起軸的變形以及傳動軸上的讀取齒相對于參考軸上的讀取齒的運動。與參考軸上的齒相比，該運動引起齒在傳感器前面通過的時間的變化，并且能夠從中推導出軸所經受的力矩。

當這種力矩傳感器用于高溫度變化的環境中時，例如用于飛行器的渦輪發動機中時，對于待測量的相同的力矩來說，傳動軸上的扭力可能不同，這取決于傳動軸的溫度。因此，測量到的角度變形以相同的方式變化，并且測量到的力矩具有或多或少很大的誤差，這取決于溫度，而力矩傳感器關于該溫度被校準。

為了防止由于力矩傳感器所經受的可變溫度引起的測量誤差，多種解決方案已經被提出。

特別地，所提出的一種解決方案是在發音輪上使用傾斜的讀取齒，使得能夠減小溫度的影響。然而，由讀取齒的傾斜度產生的校正是恒定的，并且不取決于力矩。因此，該校正僅針對一個力矩范圍進行了優化，并且引入了在此范圍之外的誤差。

另一種解決方案是將力矩傳感器放置在一個限制的環境中，以使它不經受任何溫度變化。然而，使力矩傳感器受限制可以減少溫度變化，但不能完全消除它們。因此測量誤差未被校正并且測量精度受到影響。

越來越精確的力矩測量需求使發明者尋求響應這些問題的新穎的解決方案。

發明目的

本發明旨在克服已知的扭轉力矩傳感器的缺點中的至少一些。

具體地，本發明的目的是在本發明的至少一個實施例中提供一種力矩傳感器，該力矩傳感器能夠以高精度測量力矩。

在本發明還旨在至少一個實施例中提供一種力矩傳感器，該力矩傳感器中的力矩測量不受溫度變化的影響。

本發明還旨在在本發明的至少一個實施例中提供一種力矩傳感器，該力矩傳感器能夠容易地適應于多種飛行器渦輪發動機。

發明內容

為此，本發明涉及一種扭轉力矩傳感器，該扭轉力矩傳感器包括經受待測量的力矩的被稱為傳動軸的第一軸、被稱為參考軸的第二軸以及用于測量傳動軸與參考軸之間的角度變形的裝置，所述角度變形表示待測量的力矩，

其特征在于，傳動軸包括孔，孔形成內壁并且從傳動軸的被稱為軸的輸入端的一個端部延伸到被稱為軸的輸出端的相反的端部，并且力矩傳感器包括：

-第一軸和第二軸的溫度限制外殼，以及

-流體流通回路，該流體流通回路包括：

-由傳動軸的所述孔構成的部分，