[发明专利]基于弹性吊承的微小扭矩校准测量装置

说明书

本发明涉及一种基于弹性吊承的微小扭矩校准测量装置，标准扭矩梁两侧对称安装左、右砝码盘，弹性吊承的上端与基座固定连接，下端与标准扭矩梁固定连接，弹性吊承与标准扭矩梁的中心轴线重合；标准扭矩梁的下面设有差动位移传感器，标准扭矩梁的一侧安装电磁力矩器，当有扭矩载荷时，标准扭矩梁随同弹性吊承一起绕旋转中心“O”转动，所述差动位移传感器将测量出的由扭矩载荷引起的差动位移传感器的差动片与差动位移传感器的相对位移变化，经测量电路处理后传送给电磁力矩器，用于控制电磁力矩器产生电磁力拉平标准扭矩梁。本发明同时通过电磁力平衡系统、高精度差动变压器式位移传感器、信号快速跟踪测量系统等综合措施，最大限度提高测试精度。

技术领域

本发明涉及一种微小扭矩校准测量装置，特别涉及一种基于弹性吊承的微小扭矩校准测量装置，属于微小扭矩校准测量技术领域。

背景技术

支承作为静重式扭矩标准装置的关键部件，是整台装置灵敏度的直接体现。目前静重式扭矩标准装置主要的支承形式有刀口支承、气体轴承。刀口支承由于刀刃、刀承是分体的形式，无法保证可动部分摆动中心的空间位置确定不变，且刀刃刀承间总是存在一定数量级的摩擦力矩，会对扭矩校准装置的灵敏度尤其是微小扭矩校准测量装置的灵敏度产生一定的影响。近年来气体轴承开始逐步在各国的高端扭矩标准装置上得到应用，其关键特点就是利用气膜支撑负荷或减少摩擦，从而大幅的降低摩擦力。采用气体轴承作为扭矩标准装置的支承从一定程度上减少了摩擦力矩的影响，但是由于气体的可压缩性，使气体轴承设计或制造不当时易失稳，稳定性较差，不适于微小扭矩校准测量装置高灵敏度、高稳定性的要求。

扭矩标准装置无论采用刀口支承、气体轴承作为旋转支承支撑力臂，总是存在一定数量级的摩擦力矩、且支承与力臂具有相对运动，不适合于微小量程扭矩标准装置对高灵敏度和高分辨力的需求。

发明内容

本发明是针对惯导系统电磁元件对微小扭矩校准测量高灵敏度、高分辨力、高稳定性的需求，提出一种基于弹性吊承的微小扭矩校准测量装置，通过弹性吊承作为装置的旋转支撑部件传递扭转变形，通过对电磁力矩器输出电信号测量的方法进而间接测量扭矩。

本发明的技术方案为：一种基于弹性吊承的微小扭矩校准测量装置，具有一个用于扭矩加载校准的标准扭矩梁，所述标准扭矩梁的两侧通过薄钢带对称安装左、右砝码盘，用于砝码的加挂，所述标准扭矩梁中间通过弹性吊承连接基座，所述弹性吊承的上端与基座固定连接，下端与标准扭矩梁固定连接，且弹性吊承的旋转中心线与标准扭矩梁的旋转中心轴线重合；当有扭矩加载时，标准扭矩梁随同弹性吊承一起绕旋转中心“O”转动，所述标准扭矩梁的下面设有安装在基座上的差动位移传感器，标准扭矩梁的一侧安装电磁力矩器，所述差动位移传感器通过测控电路连接电磁力矩器；当有扭矩载荷时，所述差动位移传感器将测量出的由扭矩载荷引起的差动位移传感器的差动片与差动位移传感器的相对位移变化，经测量电路处理后传送给电磁力矩器，用于控制电磁力矩器产生电磁力拉平标准扭矩梁。

进一步，所述弹性吊承由前、后“X”型弹性片组成，两个“X”型弹性片的旋转中心线重合并与标准扭矩梁的旋转中心线重合。

进一步，所述弹性吊承由铍青铜制作。

进一步，所述差动位移传感器是量程范围为5mm、分辨率为1um的高精度电感式差动位移传感器。

本发明的有益效果在于：本发明的基于弹性吊承的微小扭矩校准测量装置，不同于传统的扭矩标准装置采用刀口支承、气体轴承作为装置的旋转支承部件，而是采用弹性吊承作为装置的旋转支承部件，兼顾了微小扭矩校准测量装置对高灵敏度和高稳定性的要求。本发明同时通过电磁力平衡系统、高精度差动变压器式位移传感器、信号快速跟踪测量系统等综合措施，最大限度提高测试精度。

与现有技术相比，弹性吊承具有与标准力臂无相对运动、无摩擦、高灵敏度的优点，因而适于微小扭矩标准装置对高灵敏度、高分辨力、高稳定性的综合性要求。

附图说明

图1是本发明的测量原理示意图；