[发明专利]高低温环境扭矩传感器校准方法及装置

说明书

本发明公开了一种高低温环境扭矩传感器校准方法及装置。本发明中的装置包括上位机模块、驱动模块、扭力限制模块、高低温环境控制模块、标准扭矩测量模块、负载模块、传动连接模块、实验台及支撑架模块。在校准过程中，利用激光对中仪测出待检扭矩传感器与传动轴初始位置的同轴度，通过仿真研究得到的同轴度与温度之间的函数多项式，从而预测得到±100℃范围内任意温度下同轴度，从而计算出因同轴度变化对扭矩测量的影响，并对最终测量误进行修正。本发明能够对高低温环境下的扭矩传感器进行校准，将高低温环境扭矩传感器的测量结果溯源至国家扭矩基准。

技术领域

本发明涉及一种扭矩传感器校准装置，尤其是涉及一种高低温环境扭矩传感器校准方法及装置。

背景技术

随着我国造船业、航天业等的快速发展，越来越多的精密、复杂仪器机构的应用环境从常温扩展到了高低温环境。为了保证机构的可靠性和稳定性，必须对其进行装配精度、传动效率、振动、力和力矩、刚度以及电性能参数多性能测试。由于扭矩对装置的安全运行和使用寿命有着重要的影响，故扭矩传感器其在高低温环境下的应用越来越广泛。

目前，国内对扭矩传感器的检定主要是依据JJG 557-2011《标准扭矩仪检定规程》，使用扭矩标(基)准机或者加荷装置对扭矩传感器进行检定。用扭矩标(基)准装置或者加荷装置检定扭矩传感器的准确度时，需使扭矩装置在工作台上至少等温(20℃)预热0.5h～1h后，方可进行校准。

综上所述，目前我国现有的扭矩传感器检定方法仅能对20℃时的扭矩传感器进行检定，尚不能在高低温环境下完成对扭矩传感器的检定。

发明内容

针对背景技术的不足，本发明的目的在于提供一种高低温环境扭矩传感器校准方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

高低温环境扭矩传感器校准装置，包括上位机模块、驱动模块、扭矩限制模块、高低温环境控制模块、标准扭矩测量模块、负载模块、传动连接模块、实验台及支撑架模块，上位机模块分别与驱动模块、扭矩限制模块、标准扭矩测量模块、负载模块电性连接，驱动模块与传动连接模块之间通过扭矩限制模块连接，驱动模块、扭矩限制模块、高低温环境控制模块、标准扭矩测量模块、负载模块、传动连接模块均被支撑在实验台及支撑架模块上；

所述的上位机模块用于对高低温环境扭矩传感器校准装置的精确控制、扭矩测量值显示以及数据记录处理；

所述的驱动模块由伺服电机和减速机构成，伺服电机与减速机连接，所述的伺服电机为高低温环境扭矩传感器校准装置提供驱动源，所述的减速机将输出的扭矩进行放大，以达到高低温环境扭矩传感器校准装置的量程；

所述的传动连接模块由联轴器和传动轴组成，传动轴设在联轴器上；其中，传动轴为采用Invar合金材料的刚性传动轴，用于扭矩的传递；联轴器为刚性联轴器；

所述的扭矩限制模块由扭矩限制器和限位开关组成，限位开关设在扭矩限制器上；当伺服电机输出扭矩超过扭矩限制器的负载时，所述的扭矩限制器将伺服电机和传动轴断开连接，同时所述的限位开关产生一个高电位信号反馈到上位机模块使上位机模块控制伺服电机停止加载，以达到保护高低温环境扭矩校准装置的目的；采用扭矩限制器，保证了装置在误操作的情况下不会被损坏，大大提高了扭矩标准装置的安全性和使用寿命；

所述的高低温环境控制模块内设有待检扭矩传感器，待检扭矩传感器与传动轴之间通过联轴器连接；所述的高低温环境控制模块为待检扭矩传感器提供高低温环境并对待检扭矩传感器进行温度控制；

所述的标准扭矩测量模块连接在传动连接模块上，标准扭矩测量模块与传动轴之间通过联轴器连接；所述的标准扭矩测量模块采用标准扭矩传感器，用于对高低温环境扭矩传感器校准装置进行扭矩测量；

所述的负载模块连接在传动轴上，所述的负载模块为高低温环境扭矩传感器校准装置提供负载。