传动轴扭矩无电池实时测量方法

传动轴状态监测是动力机械设备健康管理的重要内容,转速、扭矩的实时获取是其首要环节与数据基础。针对状态监测中存在的传感器安装、信号传输、实时性、持续性等问题,提出一种基于圆容栅的无电池、无引线实时测量方法。阐述了圆容栅的结构及工作原理,分析了电容耦合的信号传输原理,给出了圆容栅的差动组合配置模式和安装方法,通过仿真确定了圆容栅电极的最佳数量为20。最后在涡轮泵水力实验台上,对传动轴的转速、扭矩进行了测量,得到了300、600 r/min时的转速波形,以及300 r/min时对应3个不同扭矩值的波形,并选取了实验过程中的5个不同时间点,对圆容栅和应变式扭矩传感器在每个时间点采集的转速、扭矩数据进行了对比,数据一致性较好。实验结果表明,圆容栅可以用作传动轴扭矩的测量。     

环形球栅扭矩测量原理研究

针对极端环境下扭矩测量国内外尚无较好测量方案的现状,提出一种新的环形球栅扭矩测量原理。采用特制的球栅圆环和专用的电磁检测器组成一种非接触式扭矩传感器,该传感器具有抗振、防水、防尘、防油并且高灵敏度的特性。然后介绍了基于环形球栅传感器的扭矩测量方法,即通过检测机械轴两端的环形球栅传感器所输出的正弦信号的相位差来检测扭矩的方法。并在LabVIEW平台下进行了扭矩的测量原理实验,其结果初步证实了环形球栅测量扭矩的可行性和可靠性。     

单排差动结构的新型纳米时栅位移传感器

在双排结构纳米时栅位移传感器的研究基础上,提出了一种单排差动结构的新型纳米时栅位移传感器。通过直接构造一个匀速运动的交变电场来产生行波信号,解决了双排结构所具有的串扰问题和安装问题;采用差动感应极片来拾取信号,可有效地消除共模干扰。用微纳加工工艺制作了一种多层薄膜的单排差动结构的纳米时栅传感器样机并进行了性能测试,最终在200 mm的量程范围内取得了±150 nm的测量精度。对比双排结构的纳米时栅传感器,这种新型的纳米时栅传感器测量精度、信号稳定性及抗干扰能力得到明显的提高,并且在尺寸减小的同时拓展了有效量程,因此在产品化的过程中更具有应用前景。     

陕西省推广容栅数显技术成效显著

近5年来,陕西省推广容栅数显技术改造普通机床3000余台,已创利税1.05亿元,使传统设备焕发出生机,机床工作效率和加工质量都有明显提高,成效十分显著。 容栅数显技术是以容栅传感器作为位移检测元件,由大规模集成电路进行A/D转换和数据处理,将线位移量转换为数字显示。容栅数显度盘是一种通过静电感应,将滑尺与定尺的相对位移变化,转换成输出信号作用于调制式测量系统。将度盘安装在机床进给丝杆的同一轴上,丝杆在驱动拖板或工作台时的角位移量,通过环状分布的容栅传感器将接     

基于WNN的环形球栅扭矩传感器的信号解调

针对常用方法对环形球栅扭矩传感器信号的解调效果不明显的状况,提出基于小波神经网络的解调方法.利用非抽样小波变换的时频局部化特性和平移不变性,对预处理后的传感器信号进行多分辨率分解,并在神经网络的干预下进行小波重构.构建了小波神经网络模型,并在LabVIEW中编程实现了该算法.在测试平台中分别对同向转动机械轴、来回换向转动机械轴以及对机械轴敲击时所对应的传感器信号进行解调实验,其结果表明解调的效果好,可靠性高.     

陕西推广容栅数显技术成绩斐然

近５年来,陕西省推广容栅数显技术改造普通机床 ５ ８００余台,已创利税２．６５亿元,使传统机床焕发出生机,机床工作效率和加工质量都有明显提高,成效十分显著。 容栅数显技术是以容栅传感器作为位移检测元件,由大规模集成电路进行Ａ／Ｄ转换和数据处理,将线位移量转换为数字显示。容栅数显度盘通过静电感应,将滑尺和定尺的相对位移变化转换成输出信号作用于调制式测量系统。度盘安装在机床进给丝杠轴上,丝杠在驱动拖板或工作台时的角位移量,通过环状分布在容栅传感器输入给专用的数据处理集成电路闭路系统,放大和解调后得到正…     

基于AT89C52单片机的容栅传感器测距系统

根据容栅传感器的检测原理,应用单片机对其输出的串行信号进行处理。设计了一套以AT89C52单片机为核心的容栅传感器测距系统,该系统通过将容栅传感器输出的串行信号转换成并行信号的方法,方便地实现单片机对容栅传感器输出信号的处理。该硬件结构简单,工作可靠,有良好的测量精度和灵敏度。文中阐述了容栅传感器的输出信号与该测距系统的硬件电路构成、工作原理及软件设计方法,并提出了一些改善系统的建议和方法。     

容栅式轴环数显表的原理及应用

容栅式轴环数显表(简称容栅轴环表)是一种用于机床上的集容栅传感器、供电电源和数显表为一体的模块化高技术产品。它可广泛用于普通机床上,取代原有机床刀架上的纯机械式刻度盘,是新一代数显度盘。 一、容栅轴环表的原理 容栅轴环表由转角式电容传感器(简称容栅)和液晶显示的容栅数显麦两部分组成,如图1所示。容栅是由动栅和静栅两部分组成的圆盘状位移传     

纳米时栅位移传感器误差模型建立与分析

纳米时栅是利用交变电场进行精密位移测量的新型传感器。由于传感器的安装偏差、结构实现、基体加工和工作环境变化等均会导致测量误差。为研究误差的产生原因及对测量精度的影响规律,在纳米时栅传感器的测量模型基础上,建立了由于驻波参数变化产生的测量误差模型,具体分析了驻波信号参数变化中幅值不相等、相位不正交、含有高频干扰这3种情况的误差变化情况,经实验验证了理论的正确性,明确了测量误差产生的原因,为纳米时栅的结构最优化设计提供了理论依据。     

发动机转速与扭矩测量系统设计

提出了一种非接触式发动机转速、扭矩精确测量方法.在发动机输出轴安装两个齿盘,分别利用一套由光电传感器、单片机、FPGA、Flash存储器组成的测试记录系统来记录光电传感器经过齿盘所产生脉冲的时间间隔;在实验完成后,PC机通过USB接口读取Flash存储器中的实验数据,利用软件进行分析处理,计算出发动机转速与扭矩的精确变化情况.     

寄生式时栅安装误差对传感器测量精度的影响

为了提高寄生式时栅行波信号的质量和传感器的测角精度,研究了离散式测头安装误差对传感器测角精度的影响。介绍了寄生式时栅的结构组成和工作原理,建立了三维仿真模型,应用Ansoft Maxwell仿真软件对测头与转子不同间隙、测头的俯仰角和偏摆角大小变化对传感器测角精度的影响进行了仿真实验分析,同时应用84对级的寄生式时栅搭建实验平台进行了实际实验验证。仿真和实验结果显示:安装误差中的间隙、俯仰角、测头的偏摆角等因素变化对传感器测量精度均有影响。间隙变化对测量精度的影响具有规律,可通过建模进行修正。实验所用的84对级的寄生式时栅最佳安装间隙大小为0.2mm。俯仰角、偏摆角的变化对测量精度的影响规律变化较复杂,故文中建立了相应的误差补偿模型。本文的研究结果可用于指导传感器的结构优化设计、测头的安装和误差精确补偿,进而提高传感器的测角精度。     

电磁式扭矩传感器原理、研究现状及发展趋势

电磁式扭矩传感器可实现对扭矩的非接触式测量,该传感器具有精度高、抗干扰能力强、无需额外电源和易于安装的诸多优点,非常适合高温、高湿、粉尘极端环境下的扭矩测量.介绍并围绕电磁式扭矩传感器的工作原理,明确归纳了电磁式扭矩传感器的涵盖类别并给出了几款具有代表性的电磁式扭矩传感器.结合国内外30年来电磁式扭矩传感器的发展情况,...     

高精密单轴伺服转台结构设计

文中从总体需求出发,设计了一台高精密单轴伺服转台。根据总体技术指标要求,确定转台与安装平台及负载的接口尺寸;通过计算转台承受的负载和实际工况,选择直流力矩电机直接套轴驱动的传动方式;依据光栅测角传感器特点,选择单光栅与2个读数头结合的方式来提高测角精度。采用有限元分析方法完成转台的静力学性能分析和动力学模态分析,得出在仿真条件下转台的应力分布和位移分布情况以及转台前6阶振型和固有频率。结果表明,该型转台满足系统的技术指标要求,设计合理可行。     

图像式角位移测量的光栅偏心度监测系统

图像式角位移测量装置中,光栅的安装偏心标定结果直接影响着角位移测量的精度。为此,本文设计了一种用于调试图像式角位移测量装置光栅偏心度的系统。首先,根据图像式角位移测量机理,提出了基于线阵图像传感器的标定光栅偏心度监测原理;然后,在图像传感器上建立了偏心调试监测信号的模型,并提出存在偏心时偏心监测信号的变化机理;最后,对某型号角位移测量装置进行了实验,并给出了调试建议。实验表明,经过调节误差均方差由1017″降低到12.8″。本文设计的偏心监测系统能够实现对标定光栅的高精度安装调试,提高了图像式角位移测量装置的批量生产效率。     

基于AM402的电流量输出电容式角度传感器

设计了一种新型的电容式角度传感器，并利用电容式信号转换集成电路CAV424和电压一电流转换接口电路AM402，将电容传感器信号转化为4-20mA标准的工业电流输出。该系统能够有效地降低干扰和测量误差，在0-90°的范围内实现对角度的精确测量，得到线性度良好的直流电流量输出。     

相位式磁栅转矩传感器

本文介绍了一种基于相位转矩测量原理,以磁栅为发讯器的转矩传感器。利用该传感器构成的转矩测量仪可大幅度减少被测传动系统的转速波动对转矩测量的影响,尤其适用于动态转矩的高精度测量。     

提高嵌入式时栅传感器精度的测头设计方法

为了提高嵌入式时栅传感器的测量精度,结合传感器自身的特点,从布置方式和数据处理方式两方面设计了特殊的测头结构。首先利用谐波分析确定传感器误差的主要频次,然后分别针对长短周期的误差采用多组测头对径和间隔特定空间角度的测头布置方式,测头之间采用数字量相加的数据处理方式,最后通过实验验证了这种测头结构和数据处理方式的有效性。结果表明,与单测头结构相比,这种方式将长周期误差降低了75%,短周期误差降低了83.6%,更有效地提高了嵌入式时栅传感器的测量精度。     

基于LabWindows/CVl的陀螺轴系摩擦力矩测试仪的研究与设计

轴系摩擦力矩是影响陀螺轴承系统精度和可靠性的主导因素.为解决轴承组件在成对轴承安装过程中出现的摩擦力矩无法测试验证等问题,设计了一种陀螺轴系摩擦力矩测试仪.采用力矩平衡的测量原理实现了陀螺轴系的摩擦力矩测量.使用精密驱动系统、精密测量系统和定标校准系统,在计算机Windows操作平台下的LabWindows/CVI开发软件上进行编制,实现数据采集和处理.测试实验结果表明,陀螺轴系摩擦力矩测试系统通过长时间稳定性测试的最大差值小于0.01mN＆#183;m,满足了高精度、高可靠性、快速测量的要求.     

装载机传动轴扭矩测试系统的开发与应用

传动轴扭矩是反映装载机动力传动系统工作性能的重要参数之一,在计算传动轴承受扭矩值及确定测点位置基础上,应用电阻应变片设计了扭矩传感器,并选择了信号遥测系统,运用自制的扭矩标定试验台对扭矩传感器进行了标定,开发了装载机传动轴扭矩测试系统,依据装载机常见的作业物料与作业方式,对试验用装载机传动轴测点处的扭矩进行了实机测试,并对测试波形进行了分析。台架标定与实机测试的结果表明,设计的扭矩传感器灵敏度较高、线性度良好,开发的测试系统正确、有效。