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數字式動態扭矩儀不足之處分析
發布時間:2016-08-25   點擊次數:608次
   數字式動態扭矩儀由于導電滑環屬于磨擦接觸,因此不可避免地存在著磨損并發熱,因而限制了旋轉軸的轉速及導電滑環的使用壽命。及由于接觸不可靠引起信號波動,因而造成測量誤差大甚至測量不成功。為了克服導電滑環的缺陷,另一個辦法就是采用無線電遙測的方法 :將扭矩應變信號在旋轉軸上放大并進行V/F轉換成頻率信號,數字式動態扭矩儀通過載波調制用無線電發射的方法從旋轉軸上發射至軸外,再用無線電接收的方法,就可以得到旋轉軸受扭的信號。遙測扭矩儀成功之處在于克服了電滑環的兩項缺陷,但也存在著三個不足之處,其一:易受使用現場電磁波的干擾;其二:由于是電池供電,所以只能短期使用。其三:由于在旋轉軸上附加了結構,易引起高轉速時的動平衡問題。在小量程及小直徑軸時更突出。數字式動態扭矩儀傳感器吸取了上述各種方法的優點并克服了其缺陷,在應變傳感器的基礎上設計了兩組旋轉變壓器,實現了能源及信號的非接觸傳遞。并做到了扭矩信號的傳遞與是否旋轉無關,與轉速大小無關,與旋轉方向無關。
  向數字式動態扭矩儀傳感器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產生400Hz的方波,經過TDA2030功率放大器即產生交流激磁功率電源,通過能源環形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉的次級線圈,得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V的直流電源,數字式動態扭矩儀該電源做運算放大器AD822的工作電源;由基準電源AD589與雙運放AD822組成的高精度穩壓電源產生±4.5V的精密直流電源,該電源既作為電橋電源,又作為放大器及V/F轉換器的工作電源。當彈性軸受扭時,應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強信號,數字式動態扭矩儀再通過V/F轉換器LM131變換成頻率信號,通過信號環形變壓器T2從旋轉的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經過傳感器外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號,數字式動態扭矩儀該信號為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由于該旋轉變壓器動--靜環之間只有零點幾毫米的間隙,加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內,形成有效的屏蔽,因此具有很強的抗干擾能力。
  數字式動態扭矩儀傳感器輸出的頻率信號在零點時為 10kHz.正向旋轉滿量程時為15KHz.反向旋轉滿量程時為5KHz。即滿量程變量為5000個數/每秒。轉速測量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測量方法,軸每旋轉一周可產生60個脈沖,高速或中速采樣時可以用測頻的方法,低速采樣時可以用測周期的方法。數字式動態扭矩儀傳感器精度可達±0.2%~±0.5%(F·S)。由于傳感器輸出為頻率信號,所以無需AD轉換即可直接送至計算機進行數據處理。
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