CN107255538A - 预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置及方法，该监测装置包括扭矩传感器、信号采集控制器和三色指示器，所述的扭矩传感器用于采集待拧螺栓的扭矩变化，扭矩传感器的模拟电信号输出端与信号采集控制器的信号输入端相连，所述的信号采集控制器的显示信号输出端连接三色指示器。本发明能规范预置式扭矩扳子使用者的操作行为，避免或程度控制使用中极易出现的第二峰现象，尽量使得使用状态与检定状态保持一致，确保扭矩量值传递的准确可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种与预置式扭矩扳子使用中配合使用的专用监测装置，更具体地涉及一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置及方法。
背景技术
目前计量技术机构和科研院所已普遍采用扭矩扳子检定仪对预置式扭矩扳子进行检定，使用中针对使用者千差万别的状况没有统一量化的约束且缺乏相应的监测手段。预置式扭矩扳子的结构、原理决定了其较易发生第二峰现象，研究表明第二峰现象主要是预置式扭矩扳子在使用过程中出现的现象,检定中按照检定规程的要求通过控制到达检定扭矩点的时间(0.5s～4s)且借助机械系统控制能力，较易避免第二峰现象；使用中因不能实时看到扭矩值而无法采取相应措施且手动控制能力千差万别，极易发生第二峰现象。为了避免或控制使用中极易出现的第二峰现象，有必要对预置式扭矩扳子使用状况进行监测，通过规范使用者的操作行为，尽量避免或程度控制。
发明内容
本发明的目的是为了避免或控制使用中极易出现的第二峰现象。为了实现上述目的，本发明提供一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置及方法。
发明的技术方案：
一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置，该监测装置包括扭矩传感器、信号采集控制器和三色指示器，所述的扭矩传感器用于采集待拧螺栓的扭矩变化，扭矩传感器的模拟电信号输出端与信号采集控制器的信号输入端相连，所述的信号采集控制器的显示信号输出端连接三色指示器。
本发明的扭矩传感器上方与下方分别设有上连接件及下连接件，上连接件上方设有预置式扭矩扳子，用于对工件施加扭力，所述的下连接件下方设有待拧螺栓。
本发明的信号采集控制器包括键盘输入模块、显示输出模块、存储模块、数字电路部分和模数转换芯片ADC；
上述数字电路部分包括MCU、SRAM和FPGA；
上述键盘输入模块用于输入命令和参数；
上述显示输出模块用于软件菜单选择、控制程序编辑、显示测量结果和第二峰图形显示；
上述模数转换芯片ADC接收到扭矩传感器的模拟电信号后转换为数字信号输入前述FPGA，由上述FPGA和前述MCU实现数据的处理。
本发明的模数转换芯片ADC采用16位、24位或32位。
一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测方法，应用预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置，扭矩传感器感受待拧螺栓的扭矩变化，将相应的模拟电信号实时传递给信号采集控制器，信号采集控制器对来自扭矩传感器的模拟电信号进行放大、模数转换，然后实时捕捉扭矩信号第二峰并点亮三色指示器相应颜色的指示器。
本发明的信号采集控制器监控、记录预置式扭矩扳子的加卸载全过程，其显示信号输出端与显示器相连，对相应的扭矩曲线进行显示输出，能够记载扭矩值达到设定值时的ms级急速下降至0Nm时的卸载过程。
本发明的信号采集控制器实时采集扭矩信号：
当第二峰未出现，或者采集到第二峰且第二峰的峰值小于第一峰的峰值时，该扭矩扳子使用过程符合可接受要求，点亮相应的绿色指示灯；
当第二峰出现，第二峰的峰值大于第一峰的峰值且在待拧螺栓所需扭矩的上限范围内时，该扭矩扳子使用过程符合让步接受要求，点亮相应的黄色指示灯，接受但提出警告；
当第二峰出现，且峰值超过待拧螺栓所需扭矩的上限范围时，该扭矩扳子使用过程不符合可接受要求，点亮相应的红色指示灯。
本发明的有益效果：
本发明能规范预置式扭矩扳子使用者的操作行为，避免或程度控制使用中极易出现的第二峰现象，尽量使得使用状态与检定状态保持一致，确保扭矩量值传递的准确可靠。
附图说明
图1为监测装置原理框图。
图2为监测装置示意图。
图3为信号采集控制器工作原理图。
1、待拧螺栓 2、工件 3、下连接件 4、扭矩传感器 5、上连接件
6、预置式扭矩扳子 7、信号采集控制器 8、三色指示器
具体实施方式
以下结合附图1-3，详细说明本发明的实施方式。
参见图1-3，一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置，包括扭矩传感器4、信号采集控制器7和三色指示器8，所述的扭矩传感器4用于采集待拧螺栓1的扭矩变化，扭矩传感器4的模拟电信号输出端与信号采集控制器7的信号输入端相连，所述的信号采集控制器7的显示信号输出端连接三色指示器8。
进一步地，扭矩传感器4上方与下方分别设有上连接件5及下连接件3，上连接件5上方设有预置式扭矩扳子6，用于对工件2施加扭力，所述的下连接件3下方设有待拧螺栓1。
进一步的，信号采集控制器7包括键盘输入模块、显示输出模块、存储模块、数字电路部分和模数转换芯片ADC；
上述数字电路部分包括MCU、SRAM和FPGA；
上述键盘输入模块用于输入命令和参数，可以根据待拧螺栓的扭矩值和准确度的技术要求设定可接受的扭矩值范围限，该范围限与三色指示器8建立联系；
上述显示输出模块用于软件菜单选择、控制程序编辑、显示测量结果和第二峰图形显示；
上述模数转换芯片ADC接收到扭矩传感器的模拟电信号后转换为数字信号输入前述FPGA，由上述FPGA和前述MCU实现数据的处理，其中FPGA上带有MCU，简化电路板设计，增加可扩展性。
进一步的，模数转换芯片ADC采用16位、24位或32位，采用16位模数转换芯片ADC的时候，需要用放大器使传感器输出电压与模数转换芯片ADC输入电压量程匹配，直接采用更高转换精度的模数转换芯片ADC 24位或32位时则不需要；
上述模数转换芯片ADC的采样率选择不低于20kHz，既可以保证扭矩达到设定值后在1ms级卸力过程中有足够的采样点，也能满足动态范围最高6kHz应变扭矩传感器的要求。
一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测方法，应用预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置，扭矩传感器4感受待拧螺栓1的扭矩变化，将相应的模拟电信号实时传递给信号采集控制器7，信号采集控制器7对来自扭矩传感器4的模拟电信号进行放大、模数转换，然后实时捕捉扭矩信号第二峰并点亮三色指示器8相应颜色的指示器。
进一步地，信号采集控制器7监控、记录预置式扭矩扳子的加卸载全过程，其显示信号输出端与显示器相连，对相应的扭矩曲线进行显示输出，能够记载扭矩值达到设定值时的ms级急速下降至0Nm时的卸载过程。
进一步地，信号采集控制器7实时采集扭矩信号：
当第二峰未出现，或者采集到第二峰且第二峰的峰值小于第一峰的峰值时，该扭矩扳子使用过程符合可接受要求，点亮相应的绿色指示灯；
当第二峰出现，第二峰的峰值大于第一峰的峰值且在待拧螺栓1所需扭矩的上限范围内时，该扭矩扳子使用过程符合让步接受要求，点亮相应的黄色指示灯，接受但提出警告；
当第二峰出现，且峰值超过待拧螺栓所需扭矩的上限范围时，该扭矩扳子使用过程不符合可接受要求，点亮相应的红色指示灯。
具体实施时：
按要求在信号采集控制器7中设置可接受的扭矩值范围限，待拧螺栓1作用于工件2，扭矩传感器4通过下连接件3和上连接件5分别与待拧螺栓1和预置式扭矩扳子6相连接，通过预置式扭矩扳子6施加设定扭矩值，扭矩传感器4感受待拧螺栓1的扭矩变化，将相应的模拟电信号实时传递给信号采集控制器7，信号采集控制器7对来自扭矩传感器4的模拟电信号进行放大、模数转换，然后实时捕捉扭矩信号第二峰并点亮三色指示器8相应颜色的指示器。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (7)
1.一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置，其特征在于，该监测装置包括扭矩传感器(4)、信号采集控制器(7)和三色指示器(8)，所述的扭矩传感器(4)用于采集待拧螺栓(1)的扭矩变化，扭矩传感器(4)的模拟电信号输出端与信号采集控制器(7)的信号输入端相连，所述的信号采集控制器(7)的显示信号输出端连接三色指示器(8)。
2.根据权利要求1所述的一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置，其特征在于，所述的扭矩传感器(4)上方与下方分别设有上连接件(5)及下连接件(3)，上连接件(5)上方设有预置式扭矩扳子(6)，用于对工件(2)施加扭力，所述的下连接件(3)下方设有待拧螺栓(1)。
3.根据权利要求1所述的一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置，其特征在于，所述的信号采集控制器(7)包括键盘输入模块、显示输出模块、存储模块、数字电路部分和模数转换芯片ADC；
上述数字电路部分包括MCU、SRAM和FPGA；
上述键盘输入模块用于输入命令和参数；
上述显示输出模块用于软件菜单选择、控制程序编辑、显示测量结果和第二峰图形显示；
上述模数转换芯片ADC接收到扭矩传感器的模拟电信号后转换为数字信号输入前述FPGA，由上述FPGA和前述MCU实现数据的处理。
4.根据权利要求3所述的一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测装置，其特征在于，所述的模数转换芯片ADC采用16位、24位或32位。
5.一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测方法，应用权利要求1所述的监测装置，其特征在于，扭矩传感器(4)感受待拧螺栓(1)的扭矩变化，将相应的模拟电信号实时传递给信号采集控制器(7)，信号采集控制器(7)对来自扭矩传感器(4)的模拟电信号进行放大、模数转换，然后实时捕捉扭矩信号第二峰并点亮三色指示器(8)相应颜色的指示器。
6.根据权利要求5所述的一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测方法，其特征在于，信号采集控制器(7)监控、记录预置式扭矩扳子的加卸载全过程，其显示信号输出端与显示器相连，对相应的扭矩曲线进行显示输出，能够记载扭矩值达到设定值时的ms级急速下降至0Nm时的卸载过程。
7.根据权利要求5所述的一种预置式扭矩扳子使用中第二峰监测方法，其特征在于，信号采集控制器(7)实时采集扭矩信号：
当第二峰未出现，或者采集到第二峰且第二峰的峰值小于第一峰的峰值时，该扭矩扳子使用过程符合可接受要求，点亮相应的指示灯；
当第二峰出现，第二峰的峰值大于第一峰的峰值且在待拧螺栓(1)所需扭矩的上限范围内时，该扭矩扳子使用过程符合让步接受要求，点亮相应的指示灯；
当第二峰出现，且峰值超过待拧螺栓所需扭矩的上限范围时，该扭矩扳子使用过程不符合可接受要求，点亮相应的指示灯。
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