CN104677534A - 一种绳索滑轮法微电机转矩测量装置 - Google Patents

Abstract

一种绳索滑轮法微电机转矩测量装置，包括：固定被测电机的机架；固定在被测电机轴伸端的滑轮和绕过滑轮的线绳；约束于机架上部和力传感方向垂直向下的拉力传感器，绳索上端固定于其传感端；支承于机架下部的电子称；支承于电子称秤量盘、吸力方向垂直向下且由可调供电装置控制的电磁铁，绳索下端固定于其衔铁；接收拉力传感器和电子称输出信号的仪表装置，该装置按下式输出转矩测量结果：T＝(G_X+(G₀-G)-F)(R+r)式中：T——被测电机转矩测量结果；G_X——衔铁重量；G₀——电磁铁未通电前电子称测得的重量；G——电磁铁以设定电压通电时电子称测得的重量；F——拉力传感器测得的拉力；R——滑轮半径；r——线绳半径。该装置可实现绳索滑轮法转矩测量的连续加载和自动化测量。

Description

一种绳索滑轮法微电机转矩测量装置

技术领域

本发明涉及一种绳索滑轮法微电机转矩测量装置，尤其涉及其加载装置及控制，在国际专利分类表中，可属于G01L3/00。

背景技术

绳索滑轮法特别适用于轴功率数瓦以内的微小电动机的转矩测量，可见于国家行业标准JB/T9544《小功率同步电动机试验方法》。现有技术绳索滑轮法的转矩测量装置是以人工增减砝码加载测量，工作效率低且因此所测转矩特性只能是断续的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种绳索滑轮法微电机转矩测量装置，可以改善现有技术的存在问题。

本发明解决技术问题的技术方案是，一种绳索滑轮法微电机转矩测量装置，包括固定被测电机的机架，直接固定在被测电机轴伸端的滑轮和绕过滑轮的线绳，其特征在于，还包括：

——一约束于机架上部和力传感方向垂直向下的拉力传感器，所述绳索上端固定于其传感端；

——一支承于机架下部的电子称；

——一支承于所述电子称秤量盘、吸力方向垂直向下以及由一可调供电装置控制的电磁铁，所述绳索下端固定于其衔铁；

——一接收所述拉力传感器和电子称输出信号的仪表装置，该装置按下式输出转矩测量结果：

T＝(G_X+(G₀-G)-F)(R+r)

式中：T——被测电机转矩测量结果；

G_X——所述衔铁重量；

G₀——电磁铁未通电前电子称测得的重量；

G——电磁铁以设定电压通电时电子称测得的重量；

F——拉力传感器测得的拉力；

R——滑轮半径；

r——线绳半径。

该装置巧妙地以电磁力加载和减重测量，实现了绳索滑轮法转矩测量的连续加载，免除了人工加砝码的麻烦，因而很方便地实现了自动化测量。

附图说明

图1是本发明实施例绳索滑轮法微电机转矩测量装置结构和电路示意图。

具体实施方式

本发明实施例绳索滑轮法微电机转矩测量装置结构如图1所示，包括：

——固定被测电机4的机架1，被测电机4支承于机架1中部的安装台；

——直接固定在被测电机4的轴伸端5的滑轮6和绕过滑轮6的线绳7；

——外壳固定于机架1顶部的拉力传感器2，其力传感方向垂直向下，绳索7上端固定于拉力传感器2的传感端；

——支承于机架1底部的电子称3；

——支承于电子称3的秤量盘且吸力方向垂直向下的电磁铁9，绳索7下端固定于电磁铁9的衔铁8；电磁铁9由调压器91供电；

——具有数码显示器作为输出的单片机11，其输入端口接收拉力传感器2输出的拉力电信号和电子称3输出的重力电信号，并内置以下公式的计算程序：

T＝(G_X+(G₀-G)-F)(R+r)

式中：T——被测电机4转矩测量结果，单位：Nm；

G_X——衔铁8的重量,单位：N；

G₀——电磁铁9未通电前电子称3测得的电磁铁9固定部分的重量,单位：N；

G——电磁铁9输入调压器91设定的输出电压时电子称3测得的重量,单位：N；

F——拉力传感器2测得的拉力,单位：N；

R——滑轮6的半径,单位：m；

r——线绳7的半径,单位：m。

使用方法如下：

——装置通电预热；

——调压器91的输出调整为零，让电子称3测定并记忆电磁铁9未通电前电子称3测得的重力G₀；

——逐渐升高调压器91的输出电压，电子称3测得的重量G随衔铁8施加于绳索7的拉力增加而减少，施加于被测电机4转矩T增加，单片机11的数码显示器同步显示该转矩，该转矩将对应于被测电机4的通电状态和调压器91所调整到的电压下的转矩。

该设计巧妙地利用减重法使用电子秤测量垂直向下的拉力，避免使用拉力传感器测量该拉力的种种不利影响(例如力位移行程较短)，且电子秤便于计量校准和安装使用，但需注意设计电磁铁9除衔铁8外的固定部分的重量G₀大于(被测电机4转矩T/滑轮6的半径R)，若该重量不足，需附以适当的配重。

此外，还可以有如下设计变动：

——电子秤3改为直接使用荷重传感器，由其直接向单片机输出信号，即荷重传感器也属于本专利术语“电子秤”的解释范围；

——单片机11改为具有本说明书所述功能具有多通道输入和编程功能的数字面板表或类似的自动化检测仪表装置。

Claims (2)

1.一种绳索滑轮法微电机转矩测量装置，包括固定被测电机的机架，直接固定在被测电机轴伸端的滑轮和绕过滑轮的线绳，其特征在于，还包括：

——一约束于机架上部和力传感方向垂直向下的拉力传感器，所述绳索上端固定于其传感端；

——一支承于机架下部的电子称；

——一支承于所述电子称秤量盘、吸力方向垂直向下以及由一可调供电装置控制的电磁铁，所述绳索下端固定于其衔铁；

——一接收所述拉力传感器和电子称输出信号的仪表装置，该装置按下式输出转矩测量结果：

T＝(G_X+(G₀-G)-F)(R+r)

式中：T——被测电机转矩测量结果；

G_X——所述衔铁重量；

G₀——电磁铁未通电前电子称测得的重量；

G——电磁铁以设定电压通电时电子称测得的重量；

F——拉力传感器测得的拉力；

R——滑轮半径；

r——线绳半径。

2.按照权利要求1所述测量装置，其特征在于：所述G₀>(T/R)。