基于環(huán)型空間陣列傳感器的扭矩測量系統(tǒng)研究.pdf

1、扭矩測量，作為研究大型機械傳動系統(tǒng)在各種工作環(huán)境與負荷下的動態(tài)特性重要測試方法之一，受到越來越多專家與工程技術(shù)人員的高度重視。隨著扭矩測量技術(shù)的發(fā)展，各種類型的扭矩傳感器不斷問世。但針對高溫、振動、電磁干擾等異常惡劣的極端工作環(huán)境下的扭矩測量仍無有效方案，因此，國內(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量系統(tǒng)的開發(fā)與研制。
　　論文作為國家自然科學基金項目“基于球?qū)ΨQ的交流電磁感應環(huán)型陣列器原理研究”和高等學校

2、博士學科點專項科研基金項目“基于環(huán)型空間陣列的扭矩測量原理研究”研究內(nèi)容，在分析研究極端環(huán)境下工作的機械設(shè)備轉(zhuǎn)軸動態(tài)扭矩測量國內(nèi)外發(fā)展狀況基礎(chǔ)上，針對高濕、高溫、強振動、強腐蝕等極端環(huán)境下能有效開展工作的環(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特點，提出了基于環(huán)形空間陣列扭矩傳感器的測量系統(tǒng)原理，建立了適用于極端環(huán)境下機械傳動主軸動態(tài)非接觸式扭矩測量系統(tǒng)，并對測量系統(tǒng)進行了硬件與軟件設(shè)計與研究。
　

3、　論文首先對環(huán)形空間扭矩傳感器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理進行了較為深入的分析，并在此基礎(chǔ)上研究設(shè)計出測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集軟硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集卡各個硬件模塊以及上位機串口通信及顯示軟件等，并提出應用多重相關(guān)法進行信號調(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軟件搭建測量系統(tǒng)的軟件平臺，編制了動態(tài)鏈接庫，使 LABVIEW軟件與系統(tǒng)的串口驅(qū)動程序無縫連接，并利用

4、多重相關(guān)算法來降低信號干擾和求解相位差，簡化測量系統(tǒng)硬件電路，提高測量精度；此外還設(shè)計出人性化人機界面，實現(xiàn)采集參數(shù)設(shè)置、實時波形顯示、實時數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)存儲與歷史數(shù)據(jù)調(diào)用等功能，便于數(shù)據(jù)本地共享與遠程傳輸。
　　最后搭建了實驗測量平臺，進行了系統(tǒng)的調(diào)試與實驗。同時根據(jù)實驗數(shù)據(jù)對測量系統(tǒng)的線性度、靈敏度、重復性以及系統(tǒng)誤差進行詳細分析，并提出相應的抗干擾措施，測量結(jié)果表明，該測量系統(tǒng)具有測量精度高、抗干擾性強、重復性好等優(yōu)點，能初