[发明专利]一种微扭矩测试仪

摘要

本发明公开了一种微扭矩测试仪，涉及扭矩测试技术领域，该微扭矩测试仪包括：结构模块和测量模块；所述结构模块包括结构框架和轴向位移控制机构，所述轴向位移控制机构用于控制测量轴的轴向位移，实现测量轴的轴向悬浮；所述测量模块包括角位移测量组件和扭矩驱动组件；本发明的上述技术方案具有如下优点：该微扭矩测试仪性能稳定，测试精度高，可实现微小扭矩的测量。

主权项

1.一种微扭矩测试仪，其特征在于：包括结构模块和测量模块；结构模块包括结构框架和轴向位移控制机构，所述轴向位移控制机构用于控制测量轴的轴向位移，实现测量轴的轴向悬浮；所述结构框架用于固定安装轴向位移控制机构、角位移测量组件和扭矩驱动组件；测量模块包括角位移测量组件和扭矩驱动组件；所述角位移测量组件用于测量测量轴的转动角度；所述扭矩驱动组件用于产生反作用扭矩来抵消测量轴所受到的外界作用力，使测量轴保持角位移不变；所述结构框架包括轴套和外磁环，其中两个外磁环通过过盈配合固定在轴套中部；所述轴向位移控制机构包括测量轴、内磁环、电磁铁、衔铁、位置传感器、挡片、限位挡板；所述衔铁通过紧定螺钉固定在测量轴的上端部，两个内磁环通过过盈配合固定在测量轴的中部，位置传感器通过螺钉固定在电磁铁上端部，电磁铁通过螺钉固定在轴套的上端部；所述测量轴上的两个内磁环和轴套上的两个外磁环通过同轴并且偏心配合使测量轴径向悬浮并使测量轴受到一个向下的轴向力，轴套上端部的电磁铁与测量轴上端部的衔铁配合使用使测量轴受到一个向上的轴向力来平衡测量轴受到的向下的轴向力，向下的轴向力包括内外磁环偏心配合产生的轴向向下的力和测量轴受到的重力，结合位置传感器的测量信息调节电磁铁的电磁力大小使测量轴轴向受力始终平衡保持静止；通过以上的配合与控制便可以实现限制测量轴的五个自由度，只留有测量轴的轴向旋转自由度；所述挡片通过紧定螺钉固定在测量轴的下部，限位挡板通过螺钉固定在轴套的下端部，挡片和限位挡板配合使用限制测量轴的轴向移动范围起到机械限位的作用；所述角位移测量组件包括码盘、码盘支架、测量电路板；所述码盘固定在码盘支架上，码盘支架固定在测量轴的上部，测量电路板通过螺钉固定在轴套的上部，测量电路板上焊有编码器芯片；固定在轴套上测量电路板与固定在测量轴上的码盘配合使用用于测量测量轴的角位移；所述扭矩驱动组件包括转子磁铁和定子绕组；所述转子磁铁固定在测量轴的中部，定子绕组固定在轴套上；根据角位移测量组件提供的角位移信息调节定子绕组的驱动电流的大小和方向使测量轴保持角位移不变；定子绕组和转子磁铁配合使用可以产生一定量的扭矩作用来测量轴上，此扭矩用于平衡测量轴受到的外界转矩使测量轴保持静止不动，通读对定子绕组的驱动电流的测量实现微扭矩的测量。