[实用新型]基于射频数据传输的动态转矩非接触测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种动态转矩测量装置，特别涉及一种基于射频数据传输的动态转矩非接触测量装置。

背景技术

动态转矩是各种工作传动轴的基本载荷形式，是旋转机械动力输出的重要指标，是检验产品是否合格的标志之一，是计算机械功率和效率的必需参数。动态转矩的测量对传动轴载荷的确定和控制，对传动系统各工作零件的强度设计和原动机容量的选择等都有十分重要的意义。

动态转矩测量装置一般以电阻应变原理为基础，利用应变电桥把旋转轴的动态转矩转化为电压信号。由于应变电桥粘贴在旋转轴上，向电桥供电和从桥路输出信号，传统上都必须依靠导电滑环。电刷和滑环之间易磨损，且易引起接触电阻变化，进而带来噪声干扰和零漂，造成测量误差较大，因此工作寿命短且不适用于高速旋转和转轴振动较大的场合。目前常采用旋转变压器供电和传输信号。旋转变压器芯易碎，最大旋转速度仍然受到限制。变压器初级和次级的对准会引入噪声和误差，影响测量精度。旋转变压器需要专用信号调理电路，以便产生特定数据采集装置可接收的信号，从而进一步增加测量成本。红外线收发技术采用点到点的连接方式，具有方向性。该技术的缺点是只限于两台设备通讯，无法灵活构成网络。而且红外技术传输数据时设备之间不能有阻挡物，有效距离小。应用红外线传输方式进行动态转矩测量使用不便且应用场合有一定的限制。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决原有动态转矩测量装置误差较大，成本较高，使用不便，抗干扰能力差等问题，提供一种具有结构简单，使用方便，成本低，测量精度高等优点的基于射频数据传输的动态转矩非接触测量装置。该装置应用射频技术实现动态转矩信号的非接触传递，结构简单，使用方便，误差小，成本低。在动态转矩的在线测量过程中，该装置不存在信号传递的接触磨损，所以比导电滑环式的动态转矩测量装置使用寿命更长。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于射频数据传输的动态转矩非接触测量装置，它由安装在被测轴上的机械装置和测量电路两部分组成，其中机械装置包括底座，底座与机壳连接，在机壳内安装弹性轴及相应的轴承装置，在弹性轴上设有轴套，轴套上安装环形电路板；测量电路由下位机和上位机组成，其中下位机安装在环形电路板，完成动态转矩信号的测量发射；上位机与下位机无线通信，对接收的信息显示、记录和分析处理。

所述轴承装置包括深沟球轴承，深沟球轴承与轴承端盖装配，轴承端盖与端盖装配。

所述下位机包括电阻应变电桥，电阻应变电桥两端与DC/DC芯片连接，DC/DC芯片连与锂电池连接；电阻应变电桥的剩余两端与放大器连接，放大器依次串接滤波器、模数转换器、单片机I，单片机I与射频收发电路I连接。

所述上位机包括射频收发电路II，它与单片机II连接，单片机II则分别与打印机和键盘显示电路连接，他能哦股是单片机还设有USB接口和RS232接口。

本实用新型的基于射频数据传输的动态转矩非接触测量装置，它由机械结构和电路两部分组成。机械结构由底座，机壳，弹性轴，轴承，轴套，螺钉等组成。电路包括下位机和上位机。下位机完成动态转矩信号的测量发射。上位机完成动态转矩信号的接收、显示、记录、分析处理等。下位机由电阻应变电桥，放大器，滤波器，单片机I，射频收发电路I等组成。上位机由射频收发电路II，单片机II，键盘显示电路和USB，RS-232等通讯接口组成。

本实用新型的测量原理：

基于电阻应变原理，将动态转矩信号转化为电压信号，电压信号放大后进行A/D转换，最后由单片机I控制射频收发电路I把转换后的测量信号发射到射频收发电路II进行显示、记录和分析处理。

本实用新型各主要组成部分介绍其工作原理如下：

一、电阻应变电桥

旋转轴受动态转矩作用时，存在微小扭转变形。电阻应变片是测量微小应变的常用传感元件，可以用于测量动态转矩等参数。把应变片用特制胶水粘贴在弹性元件或需要测量变形的物体表面上。在动态转矩的作用下，应变片即随同弹性元件一起变形，其阻值发生相应变化。由此，将动态转矩变化转换为电阻变化。其具有体积小、动态响应快、测量精确度高、使用方便等优点。