CN115244374A - 用于调整压电的扭矩传感器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调整用来确定由于力流而施加在测试对象上的扭矩的测量装置的压电的扭矩传感器的方法，测量装置优选是试验台的一部分，其中，测量装置具有压电的扭矩传感器和基于其它测量原理的第二扭矩传感器，该第二扭矩传感器被设计用于连续地检测静态的扭矩，其中，测量装置被这样设置，使得两个扭矩传感器测量力流中的扭矩，其中，压电的扭矩传感器的额定测量信号基于通过第二扭矩传感器的扭矩测量求出，并且其中，压电的扭矩传感器的所检测到的测量信号基于所求出的额定测量信号加以调整和输出。

Description

用于调整压电的扭矩传感器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于调整用来确定施加在测试对象处的扭矩的测量装置的、优选试验台的压电的扭矩传感器的方法，其中，测量装置具有压电的扭矩传感器。

背景技术

在研发和调节发动机、特别是内燃机或电机时，尽可能准确地了解在发动机轴处的扭矩很重要，特别是在试验台运行中。

由现有技术已知，为此使用带有应变计或也带有压电传感器的测量系统。

应变计和类似的测量元件通常用于测量静力。但带有这种类型的测量元件的测量系统通常由于其结构而具有过长的反应时间来测量动态的力的变化曲线。

压电的扭矩传感器具有压电元件，当在这些压电元件处作用力时，所述压电元件基于压电效应产生电压。

基于这样的原理，即，当压电元件弹性地变形时，在这个压电元件处就出现电压。由于压电元件的变形，在压电元件的单位晶格(Elementarzelle)内形成了微小的偶极子。在变形或作用力时，在压电元件的所有的单位晶格中的与之相关的电场的总和导致了宏观上能测量的电压。在正常情况下，借助也称为电荷放大器的电荷电压转换器测量电荷转移。

借助压电测量元件的或压电元件的测量原理可以良好地测量短时间出现的力或以一定的频率出现的力。但压电元件的测量元件不太适合测量较长时间段内的力，例如稳定的力，因为测量信号会经受时间漂移。压电元件因此适用于测量动态的拉力、压力和剪力。它们具有广泛的动态范围，是刚性的并且也可以同时以高分辨率测量高动态的力。压电传感器由于其结构而具有极高的固有频率并且因此几乎不会影响有待测量的系统。

由文献WO 2019/144172 A1已知用于一种确定在扭矩传递轴处的力和/或扭矩测量装置，扭矩传递轴被其输出轴和/或输入轴由在轴内的扭矩传递形成的轴承装置、特别机器支承，其中，该测量装置具有至少两个、优选三个或四个压电元件和固定装置，其中，固定装置承载压电元件并且被这样构造，使得借助压电元件能测量在轴承装置和用于支撑轴承装置的支撑装置之间的力、特别是剪力。

发明内容

因此本发明的任务是，扩展用于用压电的扭矩传感器测量扭矩的测量装置的测量频谱。本发明的任务尤其在于，提供一种用于针对扭矩振动的低频范围调整测量装置的压电的扭矩传感器的方法和一种试验台，可以借助该试验台执行这种调整。

该任务通过独立权利要求的教导解决。在从属权利要求中要求保护有利的设计方案。

本发明的第一个方面涉及一种用于调整用来确定扭矩的测量装置的压电的扭矩传感器的方法，该测量装置优选是试验台的一部分，扭矩由于力流施加在测试对象处，其中，测量装置具有压电的扭矩传感器和基于其它测量原理的第二扭矩传感器，该第二扭矩传感器被设计用于连续地检测静态的扭矩，其中，测量装置被这样设置，使得两个扭矩传感器测量力流中的扭矩，其中，压电的扭矩传感器的额定测量信号基于通过第二扭矩传感器的扭矩测量求出，并且其中，压电的扭矩传感器的所检测到的测量信号基于所求出的额定测量信号加以调整和输出。

本发明的第二个方面涉及一种用于机器、优选电机的试验台，其用于测量动态的扭矩，其中，试验台具有压电的扭矩传感器和基于其它测量原理的第二扭矩传感器，该第二扭矩传感器被设计用于连续地检测扭矩的静态分量，其中，两个扭矩传感器被这样设置和布置在试验台处，以便在试验台上测量在力流中的扭矩。

本发明的第三个方面涉及一种用于机器、优秀电机的测量装置，其用于测量动态的扭矩，其中，测量装置具有压电的扭矩传感器和基于其它测量原理的第二扭矩传感器，该第二扭矩传感器被设计用于连续地检测扭矩的静态分量，其中，两个扭矩传感器被设置和布置用于测量在唯一一个力流中的扭矩。

测量装置和/或试验台优选规定用于，在大于约10000U/min、优选大于约35000U/min和最为优选大于约100000U/min的转速下测试测试对象。

测量频谱按照本发明优选是可以用测量装置执行合理的测量的频率范围。

测试对象按照本发明优选是有待检查的机器或由有待检查的机器和轴和/或轴系构成的总体。测试对象的各个元件优选抗扭地相互连接。

调整按照本发明优选是将由测量装置显示的测量值设定或修正到与参考设备的形成了额定值的参考值的尽可能最小的偏差。通常在校准时在测量装置的测量的显示值和参考设备的显示值之间的测量偏差高到不允许时就调整测量装置。在按本发明调整时，尤其借助设置用于连续地检测静态扭矩的传感器的信号来修正压电的扭矩传感器的信号的漂移。例如由在不同于振动频率的在调整时观察到的频率范围的频率范围中的其它效应引起的进一步的偏差，则优选无法通过按本发明的调整检测到。

力流按照本发明是力和/或扭矩的在机械的系统中从作用点、特别是从导入部位直至一个或多个在力和/或扭矩通过反作用力和/或反作用矩被记录的部位的行程。力流由力、特别是相对轴的转动方向的横向力和特别是围绕转动轴线的扭矩组成。

功率流按照本发明是功率在机械系统中从导入部位传递至一个或多个功率减小的部位的行程。

准稳态的频率范围按照本发明优选具有这样一个振动频率，在该振动频率时，可以分别在扭矩传感器的平衡状态下由两个扭矩传感器执行测量。在这种平衡状态下在各个测量位置处尤其不存在由试验台处的振动引起的明显的测量差，并且第二扭矩传感器的响应时间参照扭矩的变化速度较小。在这种状态下，与在较高频率下的测量相反的是，也出现了压电的扭矩传感器的测量的漂移。

器件按照本发明可以用硬件技术和/或软件技术构造并且尤其具有优选与存储器系统或总线系统数据连接或信号连接的特别是数字的处理单元、特别是微处理器单元(CPU)和/或一个或多个程序或程序模块。CPU可以构造用于处理作为储存在存储器系统中的程序运行的指令，检测数据总线的输入信号和/或将输出信号发给数据总线。存储器系统可以具有一种或多种特别是不同的存储介质，特别是不同的存储器，特别是光学的、磁性的固体和/或其它非易失性的介质。可以这样来取得所述程序，使其能体现或实施本文中所说明的方法并且CPU实施这种方法的步骤。

测量法兰按照本发明优选是扭矩传感器，其具有两个法兰，在所述法兰之间可以测量所施加的扭矩。

本发明基于这样的认识，即，在与试验台装置的可能的固有振动模式或谐振模式保有足够的间距时，可以借助第二扭矩传感器调整压电的扭矩传感器，该第二扭矩传感器布置在和压电的扭矩传感器相同的力流中。

借助第二扭矩传感器在此在压电的扭矩传感器也测量扭矩的力流中测量参考信号。基于这个参考信号计算压电的扭矩传感器的额定测量信号。借助这个额定测量信号可以调整压电的扭矩传感器的测量信号。这个借助调整加以修正的测量信号然后可以输出给用户或通过数据接口用于进一步的数据处理。

用压电的扭矩传感器可以以很高的准确度测量扭矩的动态分量。反之，在扭矩的低频分量中，压电元件的较大的信号漂移则开始起作用，因而压电的扭矩传感器只能错误地检测到这个分量。反之，第二扭矩传感器在低频的扭矩下测量扭矩的静态分量，但不能映射高频的信号分量。当测试对象具有小于10Hz的振动频率时，尤其给定了低频的运行条件。试验台通常具有在50Hz至80Hz的范围内的固有振动。因此在振动频率不大于10Hz时应当进行调整，以便可以排除固有振动的影响。

借助按本发明的测量装置可以定期地或连续地针对压电的扭矩传感器执行这种调整或再调整，以便在频率小于1Hz时也能精确地测量扭矩。因此也可以通过本发明测量稳态的力或扭矩。

因此可以通过本发明将压电的扭矩传感器的测量频谱扩展到低频的振动范围中、特别是直至静态的范围中。

在所述方法的一种有利的设计方案中，还基于轴的转速测量求出压电的扭矩传感器的额定测量信号。由于考虑到了轴的转速，可以在调整时考虑到在传动系或测试对象的不同的部分中的不同的惯性矩。

在所述方法的另一种有利的设计方案中，借助下列方程求出压电的扭矩传感器的额定测量信号：

其中，

M_{Piezo_cal}是额定测量信号，

M_W是在与测试对象抗扭地连接或者是测试对象的组成部分的轴或轴系处借助所述第二扭矩传感器测得的扭矩，

J_W是与测试对象(5)抗扭地连接或者是测试对象(5)的组成部分的轴或轴系的惯性矩，

J_UUT是测试对象的惯性矩，

是与测试对象抗扭地连接或者是测试对象的组成部分的轴(10a、10b、10c)或轴系的所测得的转速的时间导数，并且

M_R是特别是由轴承和/或传动机构引起的摩擦矩。

本发明已经认识到，借助这个尤其形成了模型的基础的较为简单的方程，可以求出压电的扭矩传感器的额定测量信号的可靠的值，该值具有与在测量部位处的扭矩的实际值极大的一致性。

在所述方法的另一种有利的设计方案中，基于所检测到的测量信号和在相同的时间点上求出的额定测量信号产生了受控系统的模型即测量信号-额定测量信号，其中，所检测到的测量信号在产生所述模型之后借助该模型加以调整。产生模型允许了无需进一步测量地与转速相关地进行调整。

在所述方法的另一种有利的设计方案中，所述模型基于传递函数，传递函数的参数通过在测试对象处的试验台试验以如下方式求出，即，将借助压电的扭矩传感器检测到的测量信号与基于借助第二扭矩传感器的扭矩测量求出的额定测量信号相比较。由此实现了简单的调整。

在所述方法的另一种有利的设计方案中，压电的扭矩传感器测量在测试对象的至少一个支撑部位处的反作用矩，以便求出相应的所施加的扭矩。在试验台的一种有利的设计方案中，相应地以这样的方式来构造和布置压电的扭矩传感器，使得能测量在测试对象和用于支撑测试对象的支撑装置之间的力流。在此也最终确定了反作用矩，借助该反作用矩来支撑测试对象。通过基于反作用矩对测试对象处的扭矩取平均，就不需要在测试对象的旋转的元件处进行测量来确定扭矩。由此防止了通过在转动的元件处的测量装置，例如测量法兰，来改变测量装置的惯性矩或者也将弹性引入测量装置。

之前参考本发明的第一个方面说明的优点和特征相应地适用于本发明的第二个方面，反之亦然。

在一种有利的设计方案中，试验台具有负载装置、特别是测力计或者制动系，以将负荷施加到测试对象上。通过使用测力计可以在试验台处执行动态的测量。

在另一种有利的设计方案中，试验台具有传动机构、特别是加速传动机构，其布置在负载装置和测试对象之间的力流中，其中，压电的扭矩传感器被这样布置，以便在关于传动机构的力流的能布置测试对象的侧面上检测扭矩，并且第二扭矩传感器被这样布置，以便在关于传动机构的力流的布置有负载装置的侧面上检测扭矩。

本发明尤其在一种带有传动机构的试验台装置处特别有利，因为在力流的用高转速转动的侧面上优选布置有压电的扭矩传感器。在此可以借助压电的扭矩传感器确定由传动机构产生的高频的振动。反过来，其它构造类型的、特别是基于应变计装置的第二扭矩传感器，则测量在传动机构的用较低的转速旋转的侧面上的扭矩。由此可以在扭矩的低振动频率下执行测量，即所谓的准稳态测量或者也执行稳态的测量。力流尤其从低动态的力流转换成高动态的力流。扭矩振动的低频分量通过这种转换加以变换。第二扭矩传感器在传动机构的以较高的转速转动的侧面上的布置尤为不利的，因为借助这种不基于压电的测量原理的第二扭矩传感器无法确定有高振动频率的扭矩。但如上文中所示那样的方程尤其也适用于在通过第二扭矩传感器测得的扭矩和压电的扭矩传感器的额定测量信号之间的相互关系。

在所述方法的另一种有利的设计方案中，轴系具有传动机构，其中，第二扭矩传感器布置在关于传动机构用较低的转速旋转的区段中，并且压电的扭矩传感器布置在关于传动机构用较高的转速旋转的区段中。本发明参考这种设计方案特别有利，因为在轴系的有较高转速的区段中，可以良好地通过压电的扭矩传感器确定在那里以极高的振动频率出现的扭矩振动。

在另一种有利的设计方案中，试验台具有转速传感器，其设置和布置用于测量涉及到测试对象的转速。

在试验台的另一种有利的设计方案中，传动机构与至少一个轴形成了轴系，并且转速传感器以这样的方式布置，以便在轴系的关于传动机构布置有负载装置的侧面上检测转速。

在试验台的另一种有利的设计方案中，第二扭矩传感器的测量原理基于应变计，并且第二扭矩传感器优选是测量法兰。基于应变计的扭矩传感器尤其良好地适用于稳态地和准稳态地或者低频地测量扭矩或基于这个扭矩的力。

在另一种有利的设计方案中，测试对象和负载装置，倘若存在的话，在同一基座上支撑传动机构。

在另一种有利的设计方案中，试验台具有用于连续地调整压电的扭矩传感器的调整器件，其中，由压电的扭矩传感器检测到的扭矩由调整器件借助模型加以调整。

附图说明

进一步的特征和优点由接下来参照附图对实施例的说明得出。图中：

图1至少部分示意性地示出了带有压电的扭矩传感器和第二扭矩传感器的试验台的实施例；

图2至少部分示意性地示出了用于调整压电的扭矩的方法的方块图；并且

图3至少部分示意性地示出了用于调整压电的扭矩传感器的测量信号的受控系统的实施例。

具体实施方式

图1示出了用于测试机器的试验台1的实施例。

接下来借助用于测试电机5的试验台1阐释本发明。但对本领域技术人员而言明显的是，所说明的实施例也能用于其它类型的机器、特别是机电的能量转换器或化学-机械的能量转换器。

试验台1优选具有测力计7，用测力计可以提供负载，可以向有待测试的电机施加负载、特别是驱动力矩或制动力矩。

所示的试验台1优选用于测试这种电机，电机在常规运行中用大于10000min^-1、优选大于35000min^-1和最为优选大于100000min^-1的较高的转速运行。这例如是压缩机的电气的驱动器，例如涡轮增压器，或者也是用于电动车辆的电气的驱动马达。这种高转速无法由测力计7提供或者无法被这种测力计记录。因此试验台1优选具有传动机构8，特别是所谓的加速传动机构，其将在将测力计7与加速传动机构8抗扭地连接起来的轴区段10b、10c处的转速，转换成更高的转速。这个经转换的更高的转速通过将加速传动机构8和有待试验的电机5抗扭地连接起来的轴区段10a传递给有待测试的电机5。反过来，由有待测试的电机5提供的转速通过加速传动机构8转换成测力计可以在其内运行的转速和扭矩范围。

传动机构8和不同的轴或轴的区段10a、10b、10c共同形成了轴系。测试对象仅通过电机5形成或者通过电机5和至少部分通过轴系形成，视应当测试哪些部件而定。

如在图1中所示那样，测力计7、加速传动机构8以及有待测试的电机5被支承在同一基座11上。有待测试的电机5在此通过支撑装置6被相对基座11支撑。支撑装置6在此为有待测试的电机5提供反作用力，借助反作用力来支撑在有待测试的电机5和测力计7之间的力流和功率流。

支撑装置6在此优选如在图1中所示那样被这样构造，使得有待测试的电机5可以支承在布置有电机5的轴或者轴端10a可以与电机的轴联接的侧面处、特别是端侧处。这种布置提供的优点是，如图1所示，扭矩传感器3可以被这样布置在支撑装置6和有待测试的电机5之间，使得作用到有待测试的电机5上的扭矩的大部分均施加在压电的扭矩传感器3上。尤其可以通过这种布置最小化或甚至消除没有经过压电的扭矩传感器3的力分流。对通过压电的扭矩传感器3和支撑装置6支承有待测试的电机5的这种方式而言，无论是压电的扭矩传感器3还是支撑装置6，均优选具有用于有待测试的电机5的轴或者用于轴或轴区段10a的穿孔。这种穿孔被优选构造成孔。

但有待测试的电机5也能以其它方式支承，例如支承在面朝基座11的侧面处，或者也支承在背对基座的侧面上，以悬挂支承的方式，或者也支承在有待测试的电机5的其它侧面处。关于图1所示的有待测试的电机5的支承和支承的另外的可行方案以及用于借助压电的扭矩传感器3确定反作用力的细节，可以由本文开头的文献WO 2019/144172 A1得出。

通过加速传动机构8将试验台1的试验台装置分成两侧I、II。在有待测试的电机5布置于其上的第一侧I上，轴系以较高的转速旋转，其中，较低的扭矩施加在所述轴系上。轴系的这个区段在本说明书中因此也被称为轴系的第一区段I。

在加速传动机构8的另一个输出端的被称为第二侧II的侧面上，轴区段10b、10c以较低的转速并伴随较高的所施加的扭矩转动。加速传动机构8的传动比典型地约为3:1至10:1。轴系的这个区段在本说明书中因此也被称为轴系的第一区段II。

优选由电动机5、轴区段10a、10b、10c、加速传动机构8和测力计7构成的轴系或传动系，涉及一种能够振动的系统。振动的谐振或本征模式视试验台1和有待测试的电机5的设计方案而定典型地大于50Hz。

为了确定由于从测力计7或者到测力计7的力流而作用到有待测试的电机5上的扭矩，试验台1具有压电的扭矩传感器3。这个扭矩传感器3在此优选没有直接确定通过轴区段10a施加在有待测试的电机5处的扭矩，而是间接地确定了反作用矩，有待测试的电机5用该反作用矩支撑在支撑装置6处。此外，试验台1具有第二扭矩传感器4，该第二扭矩传感器不是基于压电的测量原理，而是借助其它测量原理测量扭矩。在此优选使用如由现有技术普遍公知那样的所谓的应变计。第二扭矩传感器4优选构造成测量法兰，测量法兰测量在两个轴区段10b和10c之间的扭矩。

两个扭矩传感器的在图1中示出的布置对调整压电的扭矩传感器3特别有利，因为在轴系的用较低的转速旋转的第二区段II中，通常出现较小的振动并且借助使用应变计的第二扭矩传感器4的测量是精确的。基于应变计的传感器当然仅有限地适用于动态的测量。

反之，压电的扭矩传感器3布置在轴系的第一区段I中，直接布置在有待测试的电机5处，在有待测试的电机处也应当确定所施加的扭矩。通过压电的扭矩传感器在测试对象处的直接的布置，可以实现测量所施加的扭矩的高准确度。

为了确定轴系的转速，特别是在轴系的第二区段II的区域中，布置有可以确定转速的转速传感器9。在图1中，转速传感器9确定了测力计7的轴的转速和因此轴区段10b和10c的转速。因此通过加速传动机构8的所选择的传动比也可以推断出在轴系的第一区段I中的转速。

基于借助第二扭矩传感器4测得的扭矩M_W和借助转速传感器9测得的转速ω_W，可以在考虑到特别是由轴承和/或加速传动机构8引起的摩擦矩M_R、轴系的惯性矩J_W和有待测试的电动机5的惯性矩J_UUT的情况下，确定额定测量信号M_{Piezo_cal}。这在下文中进一步参考根据本发明的用于调整压电的扭矩传感器的方法100更为详细地加以阐释。

同时可以借助压电的扭矩传感器3测量施加在压电的扭矩传感器3上的扭矩的实际测量信号M_Piezo。

为了校准压电的扭矩传感器3的实际测量信号，试验台1还优选具有调整器件12。这些调整器件优选是试验台1的数据处理装置的一部分，但也可以是外部的数据处理装置的一部分。在校准实际扭矩信号M_Piezo之后，可以通过调整器件12调整压电的扭矩传感器3。在此优选使用储存在调整器件12中的模型来校准或调整。这个模型也在下文中进一步参考所述方法100更为详细地加以阐释。

图2示出了用于调整测量装置2的压电的扭矩传感器的方法100的实施例的方块图。这种测量装置2优选是之前参考图1说明的试验台1的一部分。

在持续的试验台运行中调整压电的扭矩传感器3。为此，借助有待测试的电机5将扭矩通过轴系施加到测力计7上或者反过来将扭矩从测力计7施加到有待测试的电机5上。

试验台1在调整时优选在轴系的较低的转速下运行，其中，转速在轴系的第二区段II中优选小于50min^-1。在这个大小范围内的转速下，视试验台1和测试对象的构造方式而定，可以预期扭矩的小于约10Hz、优选小于约5Hz、还更为优选小于约1Hz的小的振动频率。

这样来选择振动频率的这个频率范围，使得存在与由试验台1和测试对象构成的总系统的谐振频率或本征模式的间距。谐振频率或本征模式通常约为50Hz。

振动频率的这些适用于调整的频率范围进一步优选借助频率滤波器、特别是借助傅里叶分析加以隔离。在试验台运行期间的转速在这种情况下对调整而言并不重要。

在运行期间，压电的扭矩传感器3测量施加101a在有待测试的电机5上的扭矩。如已经参考图1阐释的那样，通过压电的扭矩传感器3在此优选检测用来将有待测试的电机5支撑在支撑装置6处的反作用力。第二扭矩传感器4则检测101b在轴系中的扭矩并且因此与有待测试的电机5有较远的距离。在如图1所示具有传动机构8的试验台1中或测试对象中，第二扭矩传感器4优选布置在轴系的有较小转速的区域中。

基于通过第二扭矩传感器4的扭矩测量M_W和通过转速传感器9的转速测量ω_W计算102额定测量信号M_{Piezo_cal}。额定测量信号在此优选基于下列方程求出：

但原则上也可以在必要时考虑到摩擦矩M_R的情况下几乎也仅将借助第二扭矩传感器3测得的扭矩M_W用于求出额定测量信号M_{Piezo_cal}。

基于所求出的额定测量信号M_{Piezo_cal}修正103所检测到的测量信号M_Piezo。进一步优选的是输出104经修正的测量信号。

通过压电的扭矩传感器3检测到的测量信号M_Piezo的修正优选通过借助受控系统测得的测量信号/额定测量信号进行。

这种受控系统的实施例在图3中示出。

优选以如下方式修正测量信号M_Piezo，即，将这个测量信号与额定测量信号M_{Piezo_cal}相比较。以这种方式求出的、优选在扭矩振动的较小的频率下求出的修正值，适用于整个测量范围、特别是也适用于扭矩的较高的振动频率。

此外，在一种优选的实施方式中，产生了一个模型，借助该模型可以根据扭矩的振动频率基于第二扭矩传感器4的测量求出额定测量信号M_{Piezo_cal}。

在图3中示出的受控系统基本上映射在前文中所说明的用于计算额定测量信号M_{Piezo_cal}的方程。

轴的旋转速度ω_W按时间推导出并且与轴系的和有待测试的电机5的惯性矩的和相乘。从借助第二扭矩传感器4测得的扭矩M_W减去尤其作为转速n和传动比T的函数存在的摩擦矩M_R和之前计算出的积。计算出的信号经历了低通滤波器LP，从中得出额定测量信号M_{Piezo_cal}。将这个额定测量信号M_{Piezo_cal}从基于旧的调整得以修正的测量信号M_Piezo减去，该测量信号同样经过了低通滤波器LP。所示的低通滤波器LP在此优选具有相同的特征、特别是相同的动力、极限频率、级次和类型。通过设置低通滤波器可以隔离出适用于调整压电的扭矩传感器的测量信号的振动频率。

差以1/s的速度输送给积分器。若计算出的轴的旋转的加速度小于极限值Limit，那么之前的调整被积分器1中的新的值替换为S并且用于修正由压电的扭矩传感器3测得的测量信号M_Piezo。

由于考虑到了旋转的加速度的极限值Limit，确保了仅至一定的振动频率才改变所述调整。

之前所说明的实施例仅涉及一些示例，它们不应以任何方式限制保护范围和应用以及结构。更确切地说，本领域技术人员通过之前的说明获得了实施至少一个实施例的指示，其中，可以实行在所说明的组成部分的功能和布置方面的各种各样的改变，而不会脱离如由权利要求和这些等效的特征组合得出的保护范围。尤其可以将各个实施例相互组合。

附图标记列表

1 试验台

2 测量装置

3 压电的扭矩传感器

4 第二扭矩传感器

5 电机

6 支撑装置

7 测力计

8 传动机构

9 转速传感器

10a、10b、10c 轴

11 基座

12 调整器件

Claims (15)

1.一种用于调整用来确定由于力流而施加在测试对象(5)上的扭矩的测量装置(2)的压电的扭矩传感器(3)的方法(100)，所述测量装置(2)优选是特别是根据权利要求11至15中任一项所述的试验台(1)的一部分，其中，所述测量装置(2)具有压电的扭矩传感器(3)和基于其它测量原理的第二扭矩传感器(4)，所述第二扭矩传感器被设计用于连续地检测静态的扭矩，其中，所述测量装置(2)被这样设置，使得两个扭矩传感器测量(101a、101b)力流中的扭矩，其中，压电的扭矩传感器(3)的额定测量信号基于通过第二扭矩传感器(4)的扭矩测量求出(102)，并且其中，压电的扭矩传感器的所检测到的测量信号基于所求出的额定测量信号加以调整(103)和输出(104)。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，在测量装置处的扭矩的振动频率的准稳态的频率范围内，特别是在低于50Hz、优选在约5Hz和约50Hz之间的频率范围内，求出所述压电的扭矩传感器(3)的额定测量信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中，在扭矩的振动频率的没有在测量环境中、特别是在试验台(1)上出现固有振动模式或谐振模式的频率范围内，优选在小于约20Hz、优选小于约10Hz的扭矩的振动频率下，求出所述压电的扭矩传感器(3)的额定测量信号。

4.根据权利要求2或3所述的方法(100)，其中，在所述测试对象(5)的连续的运行中进行调整，其中，借助频率滤波器、特别是借助傅里叶分析隔离期望的频率范围内的扭矩。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(100)，其中，还基于关于测试对象的转速测量求出所述压电的扭矩传感器(3)的额定测量信号。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(100)，其中，借助下列方程求出所述压电的扭矩传感器(3)的额定测量信号：

其中，

M_{Piezo_cal}是额定测量信号，

M_W是在与所述测试对象(5)抗扭地连接或者是所述测试对象(5)的组成部分的轴(10a、10b、10c)或轴系处借助所述第二扭矩传感器(3)测得的扭矩，

J_W是与所述测试对象(5)抗扭地连接或者是所述测试对象(5)的组成部分的轴(10a、10b、10c)或轴系的惯性矩，

J_UUT是所述测试对象(5)的惯性矩，

是与所述测试对象(5)抗扭地连接或者是所述测试对象(5)的组成部分的轴(10a、10b、10c)或轴系的所测得的转速的时间导数，

M_R是特别是由轴承和/或传动机构(8)引起的摩擦矩。

7.根据权利要求6所述的方法(100)，其中，所述轴系具有传动机构(8)，并且其中，所述第二扭矩传感器(4)关于传动机构(8)布置在以较低转速旋转的区段(II)中并且所述压电的扭矩传感器(3)关于传动机构(8)布置在以较高的转速旋转的区段(I)中。

8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的方法(100)，其中，所述压电的扭矩传感器(3)测量在所述测试对象(5)的至少一个支撑部位处的反作用矩，以便求出施加在所述测试对象(5)上的扭矩。

9.计算机程序，其包括指令，当指令由计算机实施时，该指令促使这个计算机实施根据前述权利要求1至8中任一项所述的方法(100)的步骤。

10.能计算机读取的介质，其上储存有根据权利要求9所述的计算机程序。

11.用于机器、优选电机的用于测量动态的扭矩的试验台(1)，其特别是设置用于执行根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，试验台(1)具有压电的扭矩传感器(3)和基于其它测量原理的第二扭矩传感器(4)，该第二扭矩传感器被设计用于连续地检测扭矩的静态分量，其中，两个扭矩传感器(3、4)被这样设置和布置在试验台(1)处，以便在试验台(1)上测量在力流中的扭矩。

12.根据权利要求11所述的试验台(1)，其中，所述压电的扭矩传感器(3)被这样构造和布置，使得能测量在测试对象(5)和用于支撑测试对象(5)的支撑装置(6)之间的力流中的力。

13.根据权利要求11或12所述的试验台(1)，带有用于施加负荷到测试对象(5)上的负载装置(7)、特别是测力计或制动器。

14.根据权利要求13所述的试验台(1)，具有传动机构(8)、特别是加速传动机构，其布置在所述负载装置(7)和所述测试对象(5)之间的力流中，其中，所述压电的扭矩传感器(3)被这样布置，以便检测在关于所述传动机构(8)的力流的布置有所述测试对象(5)的侧面(I)上的扭矩，并且所述第二扭矩传感器(4)被这样布置，以便检测在关于所述传动机构(8)的力流的布置有所述负载装置(7)的侧面(II)上的扭矩。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的试验台(1)，其中，所述第二扭矩传感器(4)的测量原理基于应变计并且所述第二扭矩传感器(4)优选是测量法兰。

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