旋轉(zhuǎn)機(jī)械扭矩測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、在船舶及機(jī)械設(shè)備動(dòng)力和傳動(dòng)系統(tǒng)中，扭矩是最能夠直接反映動(dòng)力及傳動(dòng)裝置機(jī)械性能、運(yùn)行狀態(tài)的重要參數(shù)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新型扭矩傳感器的研發(fā)是傳感器研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。基于聲表面波(Surface Acoustics Waves，簡(jiǎn)稱SAW)技術(shù)的傳感器由于其精度高、穩(wěn)定性好、使用范圍廣等特點(diǎn)，逐漸地引起了廣泛關(guān)注。本論文以聲表面波傳感器作為為扭矩檢測(cè)的傳感部分，設(shè)計(jì)無線扭矩測(cè)量系統(tǒng)，主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1)在分析壓電材

2、料的正壓電與逆壓電特性和聲表面波信號(hào)傳遞特性的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出兩個(gè)單端諧振式SAW傳感器(SAW Resonator，簡(jiǎn)稱SAWR)構(gòu)成差動(dòng)結(jié)構(gòu)的傳感器的扭矩與頻率偏差的理論模型。
　　2)在理論模型基礎(chǔ)上，明確測(cè)量目標(biāo)。用兩個(gè)單端諧振式SAW傳感器、無線微功率通信模塊和C8051F021單片機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)系統(tǒng)由安裝為與軸中心線成45°和135°方向的扭矩傳感器所設(shè)計(jì)的諧振電路、混頻電路、單片機(jī)和無線發(fā)射電路組成頻率偏移量的采集

3、模塊;由無線接收電路、單片機(jī)和RS232接口等組成輸出模塊，用串行數(shù)據(jù)和模擬電壓的方式輸出扭矩。
　　3)將所設(shè)計(jì)的無線扭矩測(cè)量裝置安裝到某傳動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試。在0～4000N·m范圍內(nèi)等間隔設(shè)定9個(gè)不同扭矩給定量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的無線扭矩測(cè)量系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集、傳輸扭矩測(cè)量數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)的4000N·m量程范圍內(nèi)，測(cè)得傳感器的靈敏度為0.1443KHz/N·m，測(cè)量結(jié)果與理論模型相近，具有較好的線性度，相對(duì)平均