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一種數(shù)字非接觸式扭矩測量方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)字非接觸式扭矩測量方法。接觸式扭矩測量方法對于動態(tài)的扭矩檢測適用性差，相位式和磁彈性式扭矩測量方法檢測算法比較復(fù)雜。本發(fā)明的具體步驟如下：將N條反光條均布貼在被測旋轉(zhuǎn)軸的外圓面上，每條反光條沿被測旋轉(zhuǎn)軸的軸向布置；將激光發(fā)射條和激光接收條設(shè)置在被測旋轉(zhuǎn)軸的上方；對被測旋轉(zhuǎn)軸施加扭矩，激光發(fā)射條發(fā)射激光點，激光接收條檢測反光條反射的激光點數(shù)；被測旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生形變時，反光條也隨之產(chǎn)生了角度為的變化；求得反光條與激光發(fā)射條的夾角，由，得被測旋轉(zhuǎn)軸兩端面的扭轉(zhuǎn)角，被測旋轉(zhuǎn)軸所受的扭矩。本發(fā)明實現(xiàn)對高速旋轉(zhuǎn)軸扭矩的快速、動態(tài)檢測。
【專利說明】一種數(shù)字非接觸式扭矩測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于傳感器【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及扭矩測量方法，具體涉及一種數(shù)字非接觸式扭矩測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備中，旋轉(zhuǎn)軸所承受的扭矩大小關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全和系統(tǒng)工作效率，所以在實際工程中對旋轉(zhuǎn)軸扭矩檢測是必不可少的。而且現(xiàn)在機械設(shè)備向著快速高效的方向發(fā)展，所以高速旋轉(zhuǎn)軸的扭矩動態(tài)檢測越來越受到重視。
[0003]目前扭矩檢測的方法有如下幾種:1、應(yīng)變橋式，它是利用電阻絲應(yīng)變片來檢測軸的應(yīng)變大小從而得到扭矩值；2、相位式，它是通過檢測軸受扭矩時兩圓盤的相位差來檢測扭矩；3、磁彈性式，它是利用了鐵磁材料和其他一些合金的逆向磁致伸縮效應(yīng)來檢測扭矩。方法I的缺點:由于這種方法的檢測需要安裝應(yīng)變片和布置走線，所以為接觸式的測量方法，對于動態(tài)的扭矩檢測適用性差。方法2和3的缺點:雖然這兩種測量方法都是非接觸式的測量，但是由于在檢測算法上比較復(fù)雜，而且方法3輸出的數(shù)據(jù)為模擬量，后續(xù)的數(shù)據(jù)處理繁瑣。
[0004]如果能夠?qū)崿F(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)軸的扭矩動態(tài)檢測，并且只需對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單的處理，這無疑是一種比較理想的方式。因此設(shè)計出一種非接觸，并且數(shù)字量數(shù)據(jù)輸出的非接觸式扭矩測量方法便顯得非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種數(shù)字非接觸式扭矩測量方法，實現(xiàn)對高速旋轉(zhuǎn)軸的扭矩動態(tài)檢測，快速地檢測出高速旋轉(zhuǎn)軸的動態(tài)扭矩。
[0006]本發(fā)明的具體步驟如下:
[0007]步驟1、將N條反光條均布貼在被測旋轉(zhuǎn)軸的外圓面上，每條反光條沿被測旋轉(zhuǎn)軸的軸向布置；N為整數(shù),取值范圍為4?8。
[0008]所述反光條的寬度為D，長度為L ;D = 0.01?0.2r，r為被測旋轉(zhuǎn)軸的外圓面半徑；所述反光條的長度L小于或等于被測旋轉(zhuǎn)軸的長度。
[0009]步驟2、將激光收發(fā)裝置設(shè)置在被測旋轉(zhuǎn)軸的上方。
[0010]所述的激光收發(fā)裝置包括激光發(fā)射條和激光接收條，所述的激光發(fā)射條和激光接收條均與反光條平行；激光發(fā)射條和激光接收條的長度均與反光條的長度相等；所述的激光發(fā)射條上設(shè)有等距分布的η個激光發(fā)射頭，η為整數(shù)，取值范圍為800?1200 ;相鄰兩個激光發(fā)射頭的間距I = 0.1?0.2mm ;所述的激光接收條上設(shè)有等距分布的η個激光接收器，每個激光接收器所在位置與一個激光發(fā)射頭對應(yīng)。
[0011]步驟3、對被測旋轉(zhuǎn)軸施加扭矩，激光發(fā)射條發(fā)射激光點，激光接收條檢測反光條反射的激光點數(shù)IV被測旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生形變時，反光條也隨之產(chǎn)生了角度為Y的變化，反光條與激光發(fā)射條的夾角為Y !，由幾何關(guān)系得
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字非接觸式扭矩測量方法，其特征在于:該方法的具體步驟如下: 步驟1、將N條反光條均布貼在被測旋轉(zhuǎn)軸的外圓面上，每條反光條沿被測旋轉(zhuǎn)軸的軸向布置；N為整數(shù),取值范圍為4~8 ; 所述反光條的寬度為D，長度為L ;D = 0.01~0.2r，r為被測旋轉(zhuǎn)軸的外圓面半徑；所述反光條的長度L小于或等于被測旋轉(zhuǎn)軸的長度； 步驟2、將激光收發(fā)裝置設(shè)置在被測旋轉(zhuǎn)軸的上方； 所述的激光收發(fā)裝置包括激光發(fā)射條和激光接收條，所述的激光發(fā)射條和激光接收條均與反光條平行；激光發(fā)射條和激光接收條的長度均與反光條的長度相等；所述的激光發(fā)射條上設(shè)有等距分布的η個激光發(fā)射頭，η為整數(shù)，取值范圍為800~1200 ;相鄰兩個激光發(fā)射頭的間距I = 0.1~0.2mm ;所述的激光接收條上設(shè)有等距分布的η個激光接收器,每個激光接收器所在位置與一個激光發(fā)射頭對應(yīng)； 步驟3、對被測旋轉(zhuǎn)軸施加扭矩，激光發(fā)射條發(fā)射激光點，激光接收條檢測反光條反射的激光點數(shù)K ;被測旋轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生形變時，反光條也隨之產(chǎn)生了角度為Y的變化，此時反光條與激光發(fā)射條的夾角為Y'，由幾何關(guān)系得
【文檔編號】G01L3/00GK104034462SQ201410245233
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月3日
【發(fā)明者】李晟 申請人:杭州電子科技大學(xué)