[发明专利]与集流环组为一体的扭矩传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种扭矩传感器，尤其是一种利用集流环内弹性元件跟随集流环与被测轴一起变形而测试工作轴的工作扭矩的传感器。

背景技术

目前，常用的扭矩测试集流环(图1，2)由集流环A，螺母B，垫圈C，连接螺栓D，调整螺栓E，导电铜片F等构成。工作轴的扭矩测试需要在现场进行，须在受力构件上进行打磨、清洗、贴应变片以及组桥等工作，传感器的现场安装非常复杂，现场贴应变片带来的测试误差大。另外，模拟标定及相似转换时会带来的误差。

发明内容

本发明是要提供一种与集流环组为一体的扭矩传感器，该传感器利用力学原理将工作轴的扭转变形转换成传感器的弯曲变形进行扭矩测试，可大大降低扭矩测试的现场工作，使得现场测试更容易进行，而且具有测试精度高等特点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种与集流环组为一体的扭矩传感器，包括集流环，传感器，其特点是：集流环由两个半圆环组成，两个半圆环集流环通过螺栓及螺母连接，每个集流环设有4组用于传输信号的导电铜片，一个半圆环集流环内安装有用于测试扭矩的传感器，传感器由矩形安装头部，传感器弹性体，传感器固定端构成，矩形安装头部与传感器固定端之间连接传感器弹性体，传感器弹性体上面设有电阻应变片。

电阻应变片由4片组成；矩形安装头部高度H¹＝被测工作轴的外径D-集流环内径D¹-(5~10mm)；宽度B¹＝被测工作轴的外径D-集流环内径D¹-(20~30mm)；长度L¹＝B¹。

传感器弹性体为矩形，其高度H²＝H¹/(2~3)；宽度B²＝H²/(2~3)；长度L²＝集流环长度B-矩形安装头部长度L¹-传感器固定端长度L³-(5~10mm)。

传感器固定端为圆柱形，其直径D³＝H¹，长度L³＝(5~10mm)。

半圆环集流环上设有传感器安装孔，传感器插在传感器安装孔与集流环的定位，并用螺栓M＝B¹(1/2~1/3)固定，M在计算值中选取国家标准系列。传感器的固定端插在半圆环集流环底部固定孔内。

本发明的有益效果是：本发明利用力学原理将工作轴的扭转变形转换成传感器的弯曲变形进行扭矩测试，可大大降低扭矩测试的现场工作，使得现场测试更容易进行。

本发明具有以下特点：

(1)将传感器与集流环设计为一体化。

(2)利用力学原理将工作轴的扭转变形转换成传感器的弯曲变形进行扭矩测试。

(3)大大降低了扭矩测试的现场工作，无须在工作轴上进行打磨、清洗、贴应变片以及组桥等工作，使得现场扭矩测试更容易进行。

(4)传感器可以标准化制作。避免了现场贴应变片使带来的测试误差。

(5)传感器的标定工作可以标准化。现在的传感器标定只需对传感器弹性体加上标准载荷相应得到其输出值即可，使得测试精度大大提高。改进了由原来模拟标定及相似转换时带来的误差。

附图说明

图1是现有的扭矩测试集流环主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明的主视图；

图4是图3左视图；

图5是传感器主视图；

图6是图5的俯视图；

图7是图5的左视图；

图8是测试电路(电桥)原理图；

图9是本发明的测试原理图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图3，4所示，本发明与集流环组为一体的扭矩传感器，包括集流环1，传感器9。

集流环1由两个半圆环组成，卡装在工作轴上。绝缘材料(高强度尼龙或类似材料)。其内径D¹由被测工作轴的直径(外径)决定，外径D＝D¹+(30~50mm)，集流环的宽度应小于工作轴的长度。