电阻应变式高同轴度筒式拉压传感器

针对现有电阻应变式筒式拉压传感器两端连接部位同轴度不高和不能承受过大扭矩的情况,研制了一种电阻应变式高同心度筒式拉压传感器,该传感器与相连元件的连接方式采用光杆(或光孔)与螺纹双重结构形式,并用磨削保证了光杆和光孔的同轴度,从而保证了两端连接部位高的同轴度;外壳和弹性元件之间安装了导向销,弹性元件只能在外壳中发生轴向相对滑动,不发生相对转动,避免了弹性元件的应变敏感部位承受扭矩。该传感器的额定载荷为5 000 N,极限过载为120%,灵敏度优于1.0 mV/V,工作温度为常温;对传感器的标定表明:该传感器的综合误差不大于额定输出的0.2%。     

压导管机床专用力传感器开发与研制

根据汽车发动机压导管专机开发研制的工作要求，从机床设计具体结构考虑，需要设计专用圆柱式电阻应变力传感器为机床的控制系统提供压力数据信号。圆柱式电阻应变力传感器的设计重点在于弹性元件的设计。本文对弹性元件进行了结构设计之后，采用弹性力学变分法和有限单元法对弹性元件进行应力应变分析，两种方法计算结果相吻合，最后对弹性元件进行了强度和寿命校验。这些设计计算成果为该传感器生产商的研制和生产提供了理论依据，也可供同类型力传感器的设计计算借鉴。     

平行梁式荷重传感器设计与计算

本文介绍一种平行梁式传感器的设计计算和弹性元件的受力分析。文中分别对两种结构类型的传感器弹性元件进行内力分析和计算,并用光弹性实验观察应力分布来计算各测量点的应变值。数据表明,其设计计算理论是比较符合实际的,在生产实践中将会得到广泛使用。     

机器人关节扭矩测试传感器的设计

扭矩测试对旋转机械的研究有着重要意义,通过对机器人关节扭矩的实时测试,可以了解其运行状态,便于实现柔性控制和人机协作。本文提出了一种新型扭矩传感器,其采用传感器法兰一体化结构,可直接安装于机器人关节进行扭矩测试。首先进行了弹性体的设计并通过有限元进行分析,根据应力集中原则对弹性体结构进行改进,确定传递最大应力位置,经过参数优化确定铣槽尺寸,确定了阶梯型弹性体结构。其次,采用高精度扭矩传感器对设计传感器进行标定,将实验数据进行拟合。最后分析得到扭矩传感器迟滞和线性度等性能指标。     

差动感应式扭矩传感器及其有限元分析

扭矩是机械设备运行状态的重要监测信息,设计了一种新型差动感应式扭矩传感器,其输出绕组采用分段差动式串接,工作时首先利用弹性轴拾取扭矩信号,再通过电磁感应原理将负载扭矩转换成输出绕组的感应电动势。根据欧姆定律和磁路的基本定律推导了传感器的输出特性,并建立了传感器的有限元模型,对传感器在空载和负载运行时的磁场情况进行了仿真,验证了测量原理的正确性。采用高精度扭力扳手对传感器样机进行了标定,结果是灵敏度约为32.6 mV/(N·m),线性误差约为0.24%,重复性误差约为0.16%,迟滞误差约为0.18%。     

一种基于霍尔效应的扭矩传感器

扭矩的测量对旋转机械在各种载荷下的动态特性研究起着关键的作用,为此,设计了一种基于霍尔效应的扭矩传感器。传感器主要包括传感器轴、内铁心和外铁心,其中内、外铁心分别置于传感器轴的两端,且分别装配永磁磁钢和霍尔传感器。传感器工作时,霍尔传感器通入直流控制电压,永磁体建立恒定磁场,当负载扭矩加载后,传感器轴产生形变,内、外铁心中的霍尔传感器和恒定磁场的相对位置发生变化,霍尔传感器输出与负载扭矩相对应的电信号。最后对传感器进行了标定,结果表明传感器的灵敏度约为31.5 mV/（N·m）,非线性误差约为2.49%,迟滞误差约为0.47%,重复性误差约为0.8%。     

轴向力在线监控装置弹性元件的有限元分析

对离心式旋转机械轴向力在线监控装置做了简单的介绍,此装置包括测力弹性元件和轴向力在线监控 系统两部分,为了保证所研制的测力传感器的性能,采用有限元方法计算了弹性元件在轴向力 Ｆ＝ ３９．２ ｋＮ时 的应变、应力、灵敏度及轴位移的分布情况,结果表明：所设计的测力传感器完全符合要求。     

框架类弹性元件残余应力分析

一、前言传感器的稳定性是目前生产厂及其用户共同关心的问题,很多生产厂均在研究分析高稳定度、高精度传感器,有专家提出:"研究在工艺实施过程中如何尺量减少弹性元件的残余应力是第一位。"应严格保证应变区尺寸精度和表面粗糙度来防止产生较大的表面残余应力。如何减少传感器的体积残余应力是生产稳定性传感器较重要的问题。不同的加工工艺所产生的体积残余应力均有差异。在研究分析高精度传感器时,通常优化工艺参数和工艺路线。需比较分析弹性元件的残余应力,均希望快速准确测出     

新型高线性度分段激磁式扭矩传感器的研究

扭矩的准确测量对实现机械设备的自动控制有着重要的作用,为此,设计了一种新型分段激磁的高线性度扭矩传感器。传感器的激磁绕组为分段式,传感器转轴受到扭矩作用时,输出绕组经过电磁耦合输出与负载扭矩呈正比关系的感应电势,并找到了传感器输出特性呈较高度线性时,激磁线圈与输出线圈的匝数比的范围约为0.56~0.59。推导了传感器的输出特性,构建了传感器的数学模型。最后采用扭转试验机对传感器进行了标定,实验结果表明传感器的灵敏度约为1.05 m V/(N·m),重复性误差约为±0.38%,非线性误差约为±0.26%,迟滞误差约为±0.37%。     

基于FPGA的感应移相式扭矩测量系统

扭矩测量装置的研制是建立机械传动系统保障体系的关键技术之一,设计了一种基于FPGA的感应移相式扭矩测量系统.系统由感应移相式扭矩传感器和基于FPGA的信号处理器两部分组成,扭矩传感器由励磁绕组建立脉振磁通,通过电磁耦合和外接输出电路参数的合理匹配,将负载扭矩转化成励磁电压和输出电压的相位差;FPGA对两路信号进行采集,并采用高频脉冲对两路信号的相位差进行插值,将其转化成脉冲数,处理后即可得到精确的相位差.最后采用高精度扭力扳手对传感器进行了标定,实验结果表明测量系统的相对误差约为0.51%,迟滞误差约为0.6%,线性误差约为0.57%,重复性误差约为0.84%.