浅析扭矩校准技术
扭矩传感器校验标准

扭矩传感器校验标准一、扭矩传感器校准基本原理扭矩传感器是用于测量机械设备扭矩的一种传感器。
在实际应用中,为了确保测量结果的准确性和可靠性,通常需要对扭矩传感器进行定期校准。
扭矩传感器的校准基本原理是通过比较标准负载和实际测量结果,对传感器的输出进行校准。
扭矩传感器的校准可分为静态校准和动态校准两种方法。
二、静态校准静态校准是指在负载不变的情况下进行校准。
静态校准方法可以采用标准砝码比较法或者悬挂法。
(1)标准砝码比较法:该方法是将标准砝码悬挂在传感器的接头位置,通过比较传感器的读数和标准砝码的重量,来验证传感器读数的准确性。
该方法适用于小扭矩传感器的校准。
实际操作步骤:①将标准砝码悬挂在传感器的接头位置;②读取传感器的输出值,并记录下来;③拿下标准砝码,重新读取传感器的输出值,并将读数与记录值进行比较,以验证传感器的准确性。
(2)悬挂法:悬挂法也是一种直接比较法,常用于大扭矩传感器的校准。
该方法是通过悬挂不同重物,来比较传感器输出的扭矩值。
具体的操作步骤如下:①将传感器安装在支架上,使其与安装板平行;②悬挂不同重物,同时记录传感器读数;③重复上述步骤2-3,直到悬挂不同重物时记录值与实际值误差最小。
三、动态校准动态校准是在负载变化的情况下进行校准。
动态校准方法可以采用扭矩标定器或者校准架进行。
(1)扭矩标定器:扭矩标定器是一种实验室常用的校准设备,适合于精度要求比较高的扭矩传感器。
该设备通过一块标定轮和一个电器控制系统,产生一定的转矩信号,并将该信号传输到扭矩传感器上进行校准。
实际操作步骤:①根据标定器的使用说明,将传感器连接到标定器上;②按照标定器的设置要求,将标定器设置为连续或者单点模式;③开始标定程序,记录下标定过程中每个数据点的数据,并进行校准。
(2)校准架:校准架是一种相对简单的校准设备,构造简单,易于使用,适合于现场扭矩传感器的校准。
实际操作步骤:①将扭矩传感器安装在校准架上,并连接好电缆;②带负载操作,根据需要改变负载大小;③记录传感器的读数,检查校准结果是否符合需求。
扭矩校准技术现状与发展趋势

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通 常是用 工 类 标准扭 矩仪进 行校 准 。 ( 3 ) 扭 力扳手 检定装 置 的校 准
一作扭矩仪 I I 其 他扭矩测量装置} i 扭转试验机I I 扭 矩传感器l i 扭力扳手
图 1 扭 矩 校 准体 系框 图
扭力扳 手检定装 置 主要包 括 力 臂 砝码 式 、 力传 感 器
关键词 : 扭矩 ; 校准 ; 扭力扳手 ; 扭矩传感器
l 国 内外扭 矩校 准技 术现状
确度等级可分为 , 用于基准扭矩值与标准扭矩值之问传
1 . 1 扭 矩校 准体 系与 方法
匾面
递的标准扭矩仪( I 类) 和用于标准扭矩值与工作计量器
具扭矩值之间传递的标准扭矩仪( Ⅱ类) , 前者 的准确度 等级 比后者 高一个量 级 , 可 用扭矩 国家 基准 进行 校准 , 后 者 也可用 前者进行 校准 。
准确 度 的需 要 , 使 用相 应 的扭 矩标 准装 置 或 专 用 校 准装
矩仪、 扭矩标准装置 、 扭力扳手检定装置归属计量标准器 具; 工作扭矩仪 、 扭转实验机、 扭力扳手 、 扭矩传感器等归
属工 作计 量器 具 。
各 国 的扭 矩校 准方法 视条 件各有 差异 , 但 日趋相 同 ,
《 计量s测i 4 "  ̄ t 4 4 : ) 2 0 1 3年第 4 o卷第 1 1期
扭 矩 校 准 技 术 现 状 与 发 展 趋 势
S t a t u s a n d T r e n d i n De v e l o p me n t o f T o r q u e C a l i b r a t i o n T e c h n o l o g y
品检中的扭矩测试方法

品检中的扭矩测试方法扭矩测试是品质检测中非常重要的一项测试方法。
它用于评估产品在使用过程中承受力矩的能力。
在各个行业中,扭矩测试方法的应用广泛,例如汽车、机械、电子设备等。
本文将介绍几种常见的品检中的扭矩测试方法。
第一种方法是静态扭矩测试方法。
这种方法适用于需要测试产品在特定扭矩下是否能够承受正常使用的情况。
在进行静态扭矩测试时,首先需要确定产品的扭矩规格。
然后使用扭矩测试设备将设定的扭矩施加到产品上,并观察产品是否能够承受住这个扭矩。
如果产品能够正常运转而不发生损坏,那么说明产品在静态扭矩下具有良好的品质。
第二种方法是动态扭矩测试方法。
与静态扭矩测试不同,动态扭矩测试模拟产品在实际使用中承受扭矩的情况。
这种方法可以更真实地反映产品在使用中的品质。
动态扭矩测试通常需要使用扭矩测试设备来模拟产品所面临的扭矩负载,并记录产品在不同扭矩下的变形和损坏情况。
通过对测试结果的分析,可以评估产品在不同扭矩下的耐用性和可靠性。
第三种方法是扭矩校准测试方法。
扭矩校准测试用于确保扭矩测试设备的准确性和可靠性。
在进行扭矩校准测试时,首先需要使用标准扭矩来校准测试设备。
然后使用校准后的设备进行扭矩测试,将产品所面临的扭矩施加到产品上,并记录测试结果。
通过与标准扭矩进行比较,可以评估测试设备的准确性和可靠性。
除了以上几种方法外,还有其他一些扭矩测试方法,例如动态疲劳扭矩测试、温度影响扭矩测试等。
这些方法根据产品所处的不同环境和使用条件来进行测试,旨在评估产品在不同情况下的品质和可靠性。
在进行扭矩测试时,需要注意一些要点。
选择合适的测试设备和方法,确保测试的准确性和可靠性。
根据产品的特点和使用条件,确定适当的扭矩规格和测试参数。
及时记录测试结果,并进行数据分析,以评估产品的品质和可靠性。
总之,扭矩测试是品质检测中非常重要的一项方法。
通过静态和动态扭矩测试以及扭矩校准测试,可以评估产品在扭矩负载下的品质和可靠性。
选择合适的测试方法和设备,正确设置测试参数,并进行及时的数据记录和分析,是进行扭矩测试的关键要点。
扭矩扳手使用注意事项及扭矩修正计

扭矩扳手使用注意事项及扭矩修正计算分析目前我厂使用的扭矩扳手有:指示表式扭矩扳手、定值式扭矩扳手和数显式扭矩扳手三种。
而根据实际需要和操作方便,有指示表式扭矩扳手前头需加转换器或延伸臂。
因此,需要我们特别注意加转换器或延伸臂时测量数值的修正。
以下就不加接转换器或延长臂和加转换器或延长臂两种情况的数值进行分析。
1.以常用的指针式扭矩扳手为例来说明结构及测量原理指示表式扭矩扳手是利用指针将被测量紧固件扭矩值直观地在表盘上指示出来并记忆扭矩值大小的一种扭矩计量器具。
一般采用扭矩轴、杠杆和齿轮放大原理设计而成,主要靠扭力轴或弹簧杆受到扭力后产生的弯曲变形,由弯曲变形量读出相应的扭矩值。
它由板体、弹性元件、放大机构、显示机构和记忆机构五大部分构成。
2.使用注意事项2.1根据紧固件的强度等级、扭矩工艺要求选用合适量程的扭矩扳手,绝不能超范围使用。
一般来说,刻度用力的前四分之一的刻度不得用规定载荷,这是因为在刻度开始段读出的小载荷不够精确。
有些矩扳手可能具有“不适用”(刻度底色为红色)的刻度部分。
2.2使用前,必须首先调整零位,在无载荷时检查扭矩扳手的指针是否指在刻度盘的“0”处,否则就应调整到“0”。
2.3为了得到正确的读数,使用时扳手时应用一只手握紧手柄,使拉力与扳手中心线成直角,缓慢平稳地施加扳拧力,直至记忆指针指向所需的扭矩值,切忌用力过猛,否则将产生较大误差。
测量完后,旋转表盖上的旋转钮,使记忆指针回复到零位,便于下次使用。
2.4扭矩扳手是一种扭矩计量器具,必须精心使用,严禁敲击、震动、磕碰、扔掷和当作其它工具用。
3.扭矩修正计算分析根据被测紧固件强度等级、结构特点和工位需要等,使用扭矩扳手时常常需要使用转接器和加长杆。
在扳手头部加转接器或使用延长扳手时,如果扳手刻读数不修正到相应延伸的数值,而仍然按原指针读数,则被紧固件真实的扭矩值大于指示值。
就有可能拧得过紧,超出其工艺要求,造成严重的后果。
因此,必须正确判断扳手指示值是否需要修正。
扭矩传感器校准技巧【干货】

扭矩传感器校准的目的校准是在预先给定条件下,确定输出的测量值和输入的测量值(这儿是扭矩)之间的关系。
与同样仪器单元的参考进行比较。
扭矩校准仅允许以可恢复的参考扭矩进行。
仅对测量对象力的可追溯性证明是不够的,因为力如何在杠杆作用下转化为扭矩并没有诉诸文字。
预先给定条件包括环境条件如温度,空气相对湿度以及传感器安装情况和负载的后果。
作为输入量的扭矩必须力学形成,另外必须为已知量。
因此作为校准对象自始至终力求高精度。
校准对输入量(在校准方法范围内真正的扭矩)和输出量之间作了归类。
校准对象或是扭矩传感器或是测量链,除扭矩传感器以外还包括测量放大器和显示单元。
运行时扭矩传感器安装形势对于校准时的扭矩传感器安装形势尽可能不加改变,通过寄生负载对扭矩传感器尽可能微小的负载(弯曲矩和侧向力),避免参考扭矩通过轴承摩擦的歪曲,在测试台中必须考虑位置和安装情况,在工业环境中使用传输传感器和参考传感器,传输扭矩传感器和参考传感器的区别:扭矩传感器如何进行标定、调校?扭矩传感器的精度如何测量?参考传感器和传输传感器的区别,是根据传感器在它的校准历史的哪个阶段得到它的校准,同时根据传感器在应用中对传输测量量所起的作用来区分的。
传输传感器将它的校准过的特征值给于另一测量设备或应用。
通常测量量扭矩的追溯或传输是借助扭矩传输传感器,的由国家标准(PTB)向参考标准(DKD)传输,及进一步向车间标准如校准辅助设备,最后向测试设备如功率测试台传输。
参考扭矩向下一级的校准设备的传递也可以这样进行,以致传输传感器留在校准设备中。
因此有带传输传感器的校准设备,北京中瑞能仪表技术有限公司专业生产扭矩传感器。
扭矩传感器如何进行标定、调校?扭矩传感器的精度如何测量?按照这个定义,扭矩的传输也可以在末端应用(测试台)通过传输传感器的留存作为测量设备。
换句话说,一种扭矩传感器,对它来说校准仅在校准实验室而不是在测试台执行,每次使用它时,它起传输传感器的作用。
扭矩复验方法

扭矩复验方法
扭矩复验方法主要包括拧紧法、标记法、松开法
拧紧法(增拧法):适用于重要紧固后的栓验。
检验方法是用扭力扳手平稳用力逐渐增加力矩,当螺母或螺栓刚开始产生微小转动时,记录其瞬时扭矩值,这时的扭矩值即为检查所得的扭矩。
这种方法操作简单,但需要熟练有经验的操作人员。
标记法(复位法、划线法、转角法):是在检验前先在被检螺栓或螺母头部与被连接体上划一道线,确认相互的原始位置。
然后将螺栓或螺母松开些,再用扭矩扳手将螺栓或螺母拧紧到原始位置(划线处要对准),这时的最大扭矩值再乘以0.9-1.1所得的值即为检查所得的扭矩。
这种方法技术水平不高,操作较繁琐,不适宜有防松功能的紧固件。
松开法(拧松法):是用扭矩扳手慢慢地向被检螺栓或螺母施加扭矩,使其松开,读取开始转动时的瞬时扭矩值,并根据试验和经验乘以一个系数(1.1-1.2)即为检验扭矩值。
这种方法适用于一般紧固检查,但需要一定的经验和技巧。
终拧扭矩值计算公式:
M=p·k·d
式中:M为终扭矩值(n·m)
p为设计预拉力(n)
k为扭矩系数
d为螺栓公称直径(mm)大六角头螺栓预应力表。
扭矩检定实用探讨

扭矩检定实用探讨目前,手工定量控制螺栓拧紧的方法是使用扭矩扳手来拧紧,控制螺栓拧紧过程的目的是使螺栓的轴向拉伸力恰到好处,并以此达到螺纹副的可靠联接。
因此,扭矩的控制在各种机械类、电子类产品的开发研究、测试分析、质量检验、型式批准、定型鉴定和节能、安全或优化控制等工作中成为必不可少的内容,也使得定期的扭矩测量和检定十分必要。
然而,许多企业都是将扭矩扳手送给第三单位来做检定,那么扳手有问题就可以马上自行检查,更重要的是,当扭矩扳手使用频率较大、需要经常性的检定时,可以获得更多的便利。
企业方不愿自行检定扭矩扳手,究其原因,除了测试仪的高昂成本外,主要还是害怕操作复杂的测试仪设备。
在此,本文将主要阐述扭矩检定的专业知识、实际操作以及注意事项。
一、扭矩检定专业知识1.扭矩专业知识(1)扭矩的定义作用在物体上偏离旋转中心的地方、使物体产生旋转方向的变形或可能产生转动的力和长度的复合作用,称之为力矩或扭矩。
物体在扭矩作用下转动的中心成为矩心,矩心到力作用线的垂直距离称为力臂,则扭矩M等于力F和力臂L的乘积。
使物体顺时针方向转动的扭矩为正,反之为负。
如图1中M1=F1L1,M2=F2L2 。
(2)扭矩的分类扭矩扳手按所使用的动力源,一般分为手动、电动、气动和液压四大类:手动基本上指手动扳手;气动是以压缩空气为动力的;电动是指交、直流电都可以作为电源的;液压类的与气动类似,但液压源是由液压油提供。
按工作原理分类,扭矩扳手可分为指示式和定值式两大类,指示式可细分为数显式和指针式,定值式可细分为机械定值式(又称预置式)和电子定值式。
扭矩扳手按其状态又可分为静态扭矩和动态扭矩两大类:静态扭矩是指不长的时间内扭矩值不随时间变化或随时间变化很小和很缓慢的扭矩,包括静止扭矩、恒定扭矩、缓变扭矩和脉动扭矩;动态扭矩是指扭矩值随时间变化很大和很快、甚至换向的扭矩,包括振动扭矩、随机扭矩和过度扭矩。
报响式扳手又称预置式扳手,属于定值式类,这类扳手可分为机械定值式和电子定值式。
动态扭矩加载器的校定研究

动态扭矩加载器的校定研究新一代的机器人技术已经迅速崛起,它可以实现更强大和细致的控制。
在实现机器人自动控制的过程中,扭矩加载器扮演着十分重要的角色。
扭矩加载器可以测量和控制机器人执行的负荷,其质量直接影响机器人的工作效果和精度。
因此,扭矩加载器的校定以及精度提高至关重要。
一般来说,精度校准是在线校准和离线校准之间进行选择的。
离线校准一般比较简单,操作简单,但是精度不高。
而在线校准可以提高精度,但是操作复杂,容易出错,可靠性低。
针对该问题,针对动态扭矩加载器的校定技术受到了广泛的关注。
动态扭矩加载器是指通过模拟和数字信号处理技术,以低噪声的输入信号为基础,对电机扭矩加载器进行校准的一种技术。
它具有精度高,重复性好,容错性强,对温度变化抗性强等优点,使其在实时机器人控制应用中具有重要的意义。
首先,要研究动态扭矩加载器的校准技术,就需要研究扭矩加载器的性能参数。
扭矩加载器的性能参数包括电机扭矩、静态误差、动态误差、量程调整率、分辨率等。
校准过程中,可以使用测调仪对扭矩加载器的性能参数进行测试校准,包括基准校准、环境校准、电机模型参数校准等。
其次,校准技术需要研究动态扭矩加载器的改进方法。
通过使用优化算法,使得扭矩加载器的性能参数更加准确和精确。
目前,引入基于模态反馈的参数估计方法,以及结合PID和ELM神经网络的智能控制方法,可以显著提高扭矩加载器的精度和可靠性。
最后,针对动态扭矩加载器的校准,可以结合新型仪表和软件设计,以实现精确测量和校准控制。
新型的仪表如:电子测调仪,可以很好地检测扭矩加载器的性能参数,例如:误差、残余信号,量程等。
软件设计,如:基于MATLAB的实时动态参数估计算法,能够将数据和模型融合起来,并利用模型参数估计和观测器设计,实现精确测试和校准控制。
综上所述,在实现机器人自动控制过程中,动态扭矩加载器的校准技术受到了广泛的关注。
首先,要研究动态扭矩加载器的校准技术,需要研究扭矩加载器的性能参数,并使用测调仪对其进行校准。
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浅析扭矩校准技术的1.国内外扭矩校准技术现状1.1.1扭矩校准体系与方法扭矩校准体系如图1所示,内容包括扭矩国家基准、扭矩计量标准器具以及扭矩计量工作器具。
其中标准扭矩仪、扭矩标准装置、扭力扳手检定装置归属计量标准器具;32作扭矩仪、扭转实验机、扭力扳手、扭矩传感器等归属工作计量器具。
各国的扭矩校准方法视条件各有差异,但日趋相同,主要包括以下两种校准方法。
(1)对易于携带的扭矩工作计量器具,送到具有高一等级计量标准的计量部门去校准。
校准好的器具在运输过程中,避免受到振动、撞击、潮湿和温度的影响,以防丧失原有的准确度。
(2)对不便于运输的扭矩计量标准装置和工作计量器具,高等级计量实验室物色可携式传递标准寄送(或派专员携送)至下级计量技术机构进行仪器校准。
1.2扭矩计量标准器具的校准(1)标准扭矩仪的校准标准扭矩仪是用于传递扭矩值的便携式仪器,按准确度等级可分为,用于基准扭矩值与标准扭矩值之间传递的标准扭矩仪(I类)和用于标准扭矩值与工作计量器具扭矩值之间传递的标准扭矩仪(Ⅱ类),前者的准确度等级比后者高一个量级,可用扭矩国家基准进行校准,后者也可用前者进行校准。
(2)扭矩标准装置的校准扭矩标准装置是用于产生标准扭矩并施加于被校扭矩传感器或扭矩仪的装置。
它的基本原理是:扭矩值等于力臂L(m)与力F(N)的乘积,即T=L*F,也就是在恒定臂长的杠杆上施加标准砝码(力值砝码),产生扭矩,并使该扭矩传递到被校扭矩仪/扭矩传感器上。
扭矩标准装置的测量原理图如图2所示,扭矩标准装置的校准通常是用工类标准扭矩仪进行校准。
(3)扭力扳手检定装置的校准扭力扳手检定装置主要包括力臂砝码式、力传感器式、扭矩传感器式三种类型,一般采用标准扭矩仪或扭矩标准装置对其进行校准。
1.3扭矩工作计量器具的校准扭矩工作计量器具包括扭转试验机、扭力扳手、工作扭矩仪、平衡类和能量类扭矩测量装置等。
扭转试验机主要用于金属等原材料的扭转性能的试验,通常采用相应准确度等级的标准扭矩仪或扭矩标准装置对其进行校准,有些扭转试验机也可用扭矩校准杠杆进行校准。
对工作扭矩仪以及各类扭矩测量装置,依据它们的量程和准确度的需要,使用相应的扭矩标准装置或专用校准装置进行校准。
扭力扳手和扭矩传感器是工作计量器具中使用较为广泛的两类计量器具,下面将对它们的校准技术进行详细的介绍。
(1)扭力扳手的校准①力臂砝码式力臂砝码式扭力扳手校准装置的测量原理是将扭力扳手的一端固定,在扳手的把手上挂上标准砝码,再把固定端与挂砝码端的长度测出,两者相乘,就得到了施加的标准扭矩,再用扳手的示值与标准扭矩进行比较,就可以得出扳手的误差,该方法的特点是简便,不需要复杂的装置,但测量误差很大,只适用对准确度要求很低的场合。
②力传感器式鉴于力臂砝码式校准装置误差较大、速度慢,同济大学徐劲峰设计了一种力传感器式扭力扳手校准装置,如图3所示。
该装置的工作方式是扭力扳手的头部嵌入夹持装置(5)中,给转动轮(6)一个转动力矩肘,通过齿轮传动,使夹持装置(5)转动,并带动扭力扳手的头部转动,此时力传感器(2)受到一个力F,通过二次仪表(1)显示出来,而支架(3)上的定位槽位置确定力臂L,由此得出力矩丁=F*£。
这个标准扭矩值与扭力扳手的读数值进行比较,其差值就是该扭力扳手的误差。
③扭矩传感器式上述的力臂砝码式和力传感器式扭力扳手校准装置,都是通过长度L与力值F 的乘积获得标准扭矩。
标准扭矩的准确度取决于两参数L,F的准确度。
而扭矩传感器式扭力扳手校准装置中的标准扭矩直接来源于扭矩标准装置定度的扭矩传感器。
美国CDI公司生产的'WC一2000型扭力扳手校准装置如图4所示,是按照美国空军标准研制的校准设备,它可以校准各种型号的扭力扳手。
其工作原理是将扭力扳手的头部嵌入扭矩传感器接头中,手柄被可滑动的固定端固定,转动加载手轮,使扭矩传感器转动。
这样,扭力扳手和扭矩传感器受到相同的扭矩,两者的读数差值就是该扭力扳手的误差。
'rFc一2000型扭力扳手校准装置能够自动识别不同量程的扭矩传感器,并带有自动的安全锁紧装置,扭矩量值的校准范围为0.00335N·m一2710N·m,允许误差为±0.25%(当量误差)。
(2)扭矩传感器的校准①传统送检校准(实验室校准法)根据扭矩传感器的结构特点,校准方法大多是将其送计量实验室进行扭矩静态标定,比较成熟的是力臂杠杆加砝码的方法,其主要原因是标准砝码质量精度高、稳定性好。
中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司熊俊、胡斌研制了静重式标准扭矩传感器校准系统,该校准系统以砝码、杠杆产生标准力矩,配以力矩平衡装置,由计算机自动处理数据并给出相应测试报告。
校准系统结构如图5所示,主要包括杠杆系统、砝码加载装置、砝码、力矩平衡装置、计算机、电控箱、机座等。
标准扭矩传感器校准系统的工作原理是:在检定、校准过程中,计算机向电控箱发出指令,通过力臂杠杆的作用产生标准力矩,借助力矩平衡装置按预定顺序自动、平稳、准确地把作用力矩和平衡力矩施加到被校扭矩传感器上,标准力矩与扭矩传感器的读数差值就是该扭矩传感器的误差。
标准扭矩传感器校准系统具有实时性高、数据精度高、成本低、易维护、调试操作方便等优点。
②一种新型扭矩传感器校验仪为了能够在动态加载情况下对扭矩传感器进行校验,燕山大学张玉存、李群设计了一种新型扭矩传感器校验仪,该校验仪采用了虚拟仪器技术,使仪器具有灵活、可自定义、具有强大数据处理和分析功能、易于嵌入数字补偿等特点。
通过控制磁粉制动器,使扭矩传感器校验仪具有灵活的加载方式,并且采取PDD的控制方法克服了磁粉制动器低速时的不稳定现象,该校验仪的结构如图6所示。
扭矩传感器校验仪的工作原理是首先把标准的扭矩传感器安装在图6中被测传感器的位置,标定安装在磁粉制动器上的力传感器,记录磁粉制动器的电流控制器输出的电压值及对应的力传感器的输出值和标准传感器的值,然后应用最/j.,---乘法拟合最佳曲线,找出它们之间的关系。
卸下标准传感器,再把被测扭矩传感器安装在被测位置。
通过已经找到的曲线关系可以算出被测传感器的输出值,然后与被测扭矩传感器的显示值进行比较和校验。
通过控制磁粉制动器输入电流,从而达到改变加载形式的目的。
它能够使扭矩传感器校验仪在动态运行状态下进行校验,是对传统的静态下校验方法的改进。
③磁悬浮效应微扭矩传感器校准仪微扭矩传感器适用于微小扭矩测量,具有测量精度高、分辨率高和不确定度小等特性。
常规的扭矩传感器校准仪常采用悬臂梁加砝码的结构,结构简单,稳定性好,但也存在摩擦阻力矩等干扰因素,难以满足微扭矩传感器计量校准。
国家电机及机械零部件产品质量监督检验中心徐君等提出了一种磁悬浮效应微扭矩传感器校准仪的设计方案。
该校准仪在原有悬臂梁加砝码的结构基础上,垂直放置扭矩传感器,并采用磁悬浮结构、纯扭矩加载方式和轻质复合材料,极大消除了摩擦阻力矩等干扰因素的负面影响,提高了测量精度。
新型微扭矩传感器校准仪结构原理图如图7所示。
待校准的微扭矩传感器通过定位块和抱紧块固定在底座上,转轴上安装力臂;两根导轨对称固定在底座上,并在上面安装可沿导轨上下移动的轴承架;轴承架上安装微型轴承;引线绕过力臂圆弧状的端部并挂在微型轴承上,一端固定在力臂上,另一端固定一砝码;力臂中心处磁铁与磁座中心处磁铁处于相吸状态,调整磁座高度来改变磁力大小,进而使力臂处于悬浮状态;底座上安装调高支撑脚,调节整个机构到水平位置,校准原理与静重式标准装置中悬臂梁加砝码的校准原理一致。
2扭矩校准技术发展趋势2.1扭矩极限量值校准国内外扭矩计量校准研究正朝着超大扭矩、微小扭矩的计量校准方法和装置方向前进。
法国LINE的200kN.m扭矩标准装置,原来是为电力公司计量扭矩传感器而制造的,现已成为计量法国大扭矩的标准装置,同时成为世界各国比对的大量程标准装置。
德国PTB正在调研建立1000kN.m扭矩标准装置,以满足工业的需要。
我国也正在做200kN.m装置上计量在25000kN.m范围内的扭矩仪。
法国宇航局研究了5X10。
4N·m校准装置,我国也开展了28X10“N·m微机械的扭矩计量测试。
微小扭矩的测试计量涉及摩擦、本身质量、灵敏度等诸多问题,是扭矩计量测试领域的一大难题。
2.2高准确度扭矩标准装置研究以往扭矩标准装置的不确定度一般在0.1%。
0.05%,现在随着扭矩传感器准确度的提高,标准装置的不确定度提高到O.05%~0.002%范围内,加载方式从手动改变为自动加载,计算机控制或PLC控制,使装置的校准技术有了很大的提高。
特别是在标准力臂支承和对中性两大技术难题上,有了质的提高,准确度逐步向标准测力机靠拢。
2.3动态扭矩校准目前在国际上动态扭矩的计量测试处于前期研究阶段。
美国NASA空气推进实验室研制完成了不确定度为5%的动态扭矩计量装置,用于测试计量航天飞行器的扭矩。
德国PTB进行了许多动态扭矩试验,它从分析二阶测试系统着手以期找出它的规律。
日本大阪工学院正在研究将动态力的测量方法引入到动态扭矩测试中。
随着动态扭矩重要性的显现,动态扭矩的校准技术研究将会得到更广泛的重视。
2.4扭矩传感器现场校准扭矩传感器和测量仪从实验室测试仪逐步转化为工业化仪表,广泛应用于机电设备的自动控制、状态检测和故障报警。
随着工业化扭矩仪进程加速,许多扭矩传感器已成为机器、武器装备的一个零件。
大型舰船推进轴装备的扭矩传感器及测量仪,安装环境条件苛刻,装拆空间狭小,不大可能将扭矩传感器及测量仪拆下送认可机构检定;一些武器装备上安装的扭矩传感器,还有试验台架上的扭矩仪,不允许将其拆下送检。
所以,开展扭矩传感器的现场校准技术研究是非常有必要的。
美国WDC一1609系统就是到舰船现场去计量的校准设备。
我国研制的MCF —l现场校准装置也是到工业现场去计量的装置。
德国I-IBM的PB—l校准扭矩传感器,也是现场计量机床用。
3结束语扭矩作为设备动力性能指标中的重要参数,越来越受到各国计量部门所重视。
国内外扭矩校准技术的研究形成了以扭矩国家基准、扭矩计量标准器具校准、扭矩工作计量器具校准为内容的扭矩校准体系。
现代计量校准科技的不断进步推动扭矩校准技术朝着超大扭矩、微小扭矩、高准确度校准、现场校准、动态扭矩校准等研究方向不断前进。