基于環(huán)型空間陣列傳感器的扭矩測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、扭矩測(cè)量，作為研究大型機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在各種工作環(huán)境與負(fù)荷下的動(dòng)態(tài)特性重要測(cè)試方法之一，受到越來(lái)越多專家與工程技術(shù)人員的高度重視。隨著扭矩測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，各種類型的扭矩傳感器不斷問(wèn)世。但針對(duì)高溫、振動(dòng)、電磁干擾等異常惡劣的極端工作環(huán)境下的扭矩測(cè)量仍無(wú)有效方案，因此，國(guó)內(nèi)外眾多專家都致力于能用于極端環(huán)境下的新型的扭矩傳感器及其測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與研制。
　　論文作為國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于球?qū)ΨQ的交流電磁感應(yīng)環(huán)型陣列器原理研究”和高等學(xué)校

2、博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金項(xiàng)目“基于環(huán)型空間陣列的扭矩測(cè)量原理研究”研究?jī)?nèi)容，在分析研究極端環(huán)境下工作的機(jī)械設(shè)備轉(zhuǎn)軸動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r基礎(chǔ)上，針對(duì)高濕、高溫、強(qiáng)振動(dòng)、強(qiáng)腐蝕等極端環(huán)境下能有效開(kāi)展工作的環(huán)型空間陣列扭矩傳感器的需要，結(jié)合環(huán)形空間陣列傳感器的工作原理與輸出信號(hào)特點(diǎn)，提出了基于環(huán)形空間陣列扭矩傳感器的測(cè)量系統(tǒng)原理，建立了適用于極端環(huán)境下機(jī)械傳動(dòng)主軸動(dòng)態(tài)非接觸式扭矩測(cè)量系統(tǒng)，并對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了硬件與軟件設(shè)計(jì)與研究。
　

3、　論文首先對(duì)環(huán)形空間扭矩傳感器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理進(jìn)行了較為深入的分析，并在此基礎(chǔ)上研究設(shè)計(jì)出測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡各個(gè)硬件模塊以及上位機(jī)串口通信及顯示軟件等，并提出應(yīng)用多重相關(guān)法進(jìn)行信號(hào)調(diào)理與提取相位差，仿真結(jié)果顯示該方法抑制噪聲干擾效果突出。
　　其次，利用虛擬儀器LABVIEW軟件搭建測(cè)量系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，編制了動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，使 LABVIEW軟件與系統(tǒng)的串口驅(qū)動(dòng)程序無(wú)縫連接，并利用

4、多重相關(guān)算法來(lái)降低信號(hào)干擾和求解相位差，簡(jiǎn)化測(cè)量系統(tǒng)硬件電路，提高測(cè)量精度；此外還設(shè)計(jì)出人性化人機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)采集參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)波形顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與歷史數(shù)據(jù)調(diào)用等功能，便于數(shù)據(jù)本地共享與遠(yuǎn)程傳輸。
　　最后搭建了實(shí)驗(yàn)測(cè)量平臺(tái)，進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)試與實(shí)驗(yàn)。同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的線性度、靈敏度、重復(fù)性以及系統(tǒng)誤差進(jìn)行詳細(xì)分析，并提出相應(yīng)的抗干擾措施，測(cè)量結(jié)果表明，該測(cè)量系統(tǒng)具有測(cè)量精度高、抗干擾性強(qiáng)、重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)，能初