旋轉機械扭矩測量系統(tǒng)的設計.pdf

1、在船舶及機械設備動力和傳動系統(tǒng)中，扭矩是最能夠直接反映動力及傳動裝置機械性能、運行狀態(tài)的重要參數。隨著現代科學技術的不斷發(fā)展，新型扭矩傳感器的研發(fā)是傳感器研究領域的熱點之一?；诼暠砻娌?Surface Acoustics Waves，簡稱SAW)技術的傳感器由于其精度高、穩(wěn)定性好、使用范圍廣等特點，逐漸地引起了廣泛關注。本論文以聲表面波傳感器作為為扭矩檢測的傳感部分，設計無線扭矩測量系統(tǒng)，主要研究內容包括:
　　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傳遞特性的基礎上，推導出兩個單端諧振式SAW傳感器(SAW Resonator，簡稱SAWR)構成差動結構的傳感器的扭矩與頻率偏差的理論模型。
　　2)在理論模型基礎上，明確測量目標。用兩個單端諧振式SAW傳感器、無線微功率通信模塊和C8051F021單片機設計系統(tǒng)。所設計系統(tǒng)由安裝為與軸中心線成45°和135°方向的扭矩傳感器所設計的諧振電路、混頻電路、單片機和無線發(fā)射電路組成頻率偏移量的采集

3、模塊;由無線接收電路、單片機和RS232接口等組成輸出模塊，用串行數據和模擬電壓的方式輸出扭矩。
　　3)將所設計的無線扭矩測量裝置安裝到某傳動系統(tǒng)的測試平臺上進行測試。在0～4000N·m范圍內等間隔設定9個不同扭矩給定量進行實驗驗證，結果表明所設計的無線扭矩測量系統(tǒng)能夠實時采集、傳輸扭矩測量數據，在實驗的4000N·m量程范圍內，測得傳感器的靈敏度為0.1443KHz/N·m，測量結果與理論模型相近，具有較好的線性度，相對平均