本發(fā)明涉及一種動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，用于對扭矩傳感器在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行動態(tài)扭矩和轉(zhuǎn)速參數(shù)的同步校準，為扭矩傳感器在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行動態(tài)參數(shù)校準提供平臺。

背景技術：

1、扭矩傳感器在轉(zhuǎn)動狀態(tài)下進行動態(tài)計量是一種特殊的測量，研究的是傳感器在動態(tài)工況下扭矩和轉(zhuǎn)速的同步計量問題。隨著現(xiàn)代信息技術的發(fā)展，動態(tài)工況下對扭矩傳感器進行計量已經(jīng)成為國際上計測技術發(fā)展的最新動向，受到國際科技界的普遍重視。目前，扭矩校準主要采用靜態(tài)校準方法，但這種方法在實際應用中與扭矩傳感器實際工作情況差別較大、沒有統(tǒng)一的動態(tài)校準規(guī)范等問題，無法滿足工業(yè)領域?qū)討B(tài)扭矩計量的需求。基于上述原因，目前針對于扭矩傳感器的動態(tài)校準方法還存在較大的缺陷。

技術實現(xiàn)思路

1、為更加深入地對動態(tài)扭矩校準方法進行研究，更加精確的對扭矩傳感器進行動態(tài)校準，本發(fā)明提供一種能夠在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下對扭矩傳感器進行扭矩加載并通過比對法對被校傳感器進行計量的動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)。通過將所加載的扭矩轉(zhuǎn)換為扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)的內(nèi)力，避免采用耗功元件所帶來的控制精度問題以及耗功元件功率過大的問題，提高了扭矩動態(tài)控制精度。

2、本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，包括電動機、高彈性聯(lián)軸器、配油器及配油軸系統(tǒng)、扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)、液壓扭矩加載系統(tǒng)、標準扭矩傳感器、被校準扭矩傳感器、定子安裝支架系統(tǒng)、軸承支撐系統(tǒng)、定子供電系統(tǒng)，電動機驅(qū)動扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)及安裝在扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)內(nèi)部的液壓扭矩加載系統(tǒng)、標準傳感器轉(zhuǎn)子部分、被校傳感器轉(zhuǎn)子部分旋轉(zhuǎn)，完成動態(tài)狀態(tài)下對轉(zhuǎn)速的模擬；液壓扭矩加載系統(tǒng)中的液壓缸兩端的作用力分別通過扭轉(zhuǎn)支架以扭轉(zhuǎn)力矩的形式作用于標準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分兩側以及被校準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分兩側法蘭，形成扭矩載荷，在以某一轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)過程中，外部液壓控制系統(tǒng)通過配油器及配油軸系統(tǒng)控制液壓扭矩加載系統(tǒng)中的液壓油缸內(nèi)充、卸油，完成按照所設定校準信號對扭轉(zhuǎn)力臂施加扭矩載荷；標準扭矩傳感器定子部分以及被校準扭矩傳感器定子部分以及陀螺穩(wěn)定器均安裝于定子安裝支架系統(tǒng)的傳感器定子安裝支架上，其輸出信號以及陀螺穩(wěn)定器控制信號通過無線信號傳輸與控制器完成被校準扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速測量與信號輸出。

3、進一步，配油器及配油軸系統(tǒng)由油管、配油器以及內(nèi)含油道的配油軸組成，配油器內(nèi)裝有內(nèi)含油道的配油軸，配油軸的油道連接配油器上的油管，通過配油器、油道和液壓缸將非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的液壓油油壓轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動的動態(tài)扭矩載荷。

4、進一步，扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)由扭轉(zhuǎn)支架圓盤及扭轉(zhuǎn)支架支撐桿組成，扭轉(zhuǎn)支架支撐桿安裝在扭轉(zhuǎn)支架圓盤上。

5、進一步，液壓扭矩加載系統(tǒng)由液壓缸、扭轉(zhuǎn)力臂、扭轉(zhuǎn)軸a和扭轉(zhuǎn)軸b組成，扭轉(zhuǎn)力臂安裝在扭轉(zhuǎn)軸b上，扭轉(zhuǎn)軸b通過軸承安裝于扭轉(zhuǎn)支架圓盤中心，能降低摩擦力帶來的扭矩誤差；液壓缸一端連接扭轉(zhuǎn)支架支撐桿，另一端連接扭轉(zhuǎn)力臂，且液壓缸通過油管連接至配油軸油道末端，實現(xiàn)液壓油路聯(lián)通。

6、進一步，標準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分與被校準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分串聯(lián)安裝在扭轉(zhuǎn)軸a和扭轉(zhuǎn)軸b之間；扭轉(zhuǎn)軸b通過軸承安裝于扭轉(zhuǎn)支架圓盤b中心，能降低摩擦力帶來的扭矩誤差。

7、進一步，定子安裝支架系統(tǒng)由傳感器定子安裝支架、陀螺穩(wěn)定器、無線信號傳輸與控制器組成；陀螺穩(wěn)定器、無線信號傳輸與控制器均安裝在傳感器定子安裝支架上，陀螺穩(wěn)定器連接無線信號傳輸與控制器；定子安裝支架系統(tǒng)通過軸承安裝于扭轉(zhuǎn)軸上，保證扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)、液壓扭矩加載系統(tǒng)、標準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分、被校準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分在電動機驅(qū)動下轉(zhuǎn)動時，定子安裝支架系統(tǒng)由于重力作用不會隨軸轉(zhuǎn)動。

8、進一步，傳感器定子安裝支架上安裝有陀螺穩(wěn)定器，能保證定子安裝支架系統(tǒng)在扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)、液壓扭矩加載系統(tǒng)、標準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分、被校準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分等轉(zhuǎn)動時處于穩(wěn)定狀態(tài)，提高扭矩傳感器轉(zhuǎn)速校準精度。

9、進一步，定子供電系統(tǒng)由集流環(huán)和碳刷滑環(huán)系統(tǒng)組成，外部電源通過集流環(huán)將電源引入支撐軸內(nèi)部，并在扭轉(zhuǎn)軸a接入碳刷滑環(huán)系統(tǒng)，通過碳刷滑環(huán)引入相對于轉(zhuǎn)軸靜止的定制安裝支架系統(tǒng)，完成對安裝于定子安裝支架上的標準扭矩傳感器、被校準扭矩傳感器以及陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)、無線信號傳輸以及控制器供電。

10、本發(fā)明的有益效果是：

11、本發(fā)明通過配油軸及液壓扭矩加載系統(tǒng)實現(xiàn)將靜態(tài)油壓轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動狀態(tài)下的力矩，通過扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)將扭矩轉(zhuǎn)化為內(nèi)力有效解決了扭矩作用力耗能元件控制問題。同時通過安裝精度高一級的標準扭矩傳感器作為比對基準，提高扭矩控制精度。通過在定子安裝支架系統(tǒng)上安裝陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)，解決了定子安裝支架系統(tǒng)在扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)、液壓扭矩加載系統(tǒng)、標準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分、被校準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分等轉(zhuǎn)動時處于穩(wěn)定狀態(tài)，提高扭矩傳感器轉(zhuǎn)速校準精度。為扭矩傳感器在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進行動態(tài)參數(shù)校準提供平臺。

技術特征：

1.一種動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，其特征在于：包括電動機、高彈性聯(lián)軸器、配油器及配油軸系統(tǒng)、扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)、液壓扭矩加載系統(tǒng)、標準扭矩傳感器、被校準扭矩傳感器、定子安裝支架系統(tǒng)、軸承支撐系統(tǒng)、定子供電系統(tǒng)，電動機驅(qū)動扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)及安裝在扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)內(nèi)部的液壓扭矩加載系統(tǒng)、標準傳感器轉(zhuǎn)子部分、被校傳感器轉(zhuǎn)子部分旋轉(zhuǎn)，完成動態(tài)狀態(tài)下對轉(zhuǎn)速的模擬；液壓扭矩加載系統(tǒng)中的液壓缸兩端的作用力分別通過扭轉(zhuǎn)支架以扭轉(zhuǎn)力矩的形式作用于標準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分兩側以及被校準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分兩側法蘭，形成扭矩載荷，在以某一轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)過程中，外部液壓控制系統(tǒng)通過配油器及配油軸系統(tǒng)控制液壓扭矩加載系統(tǒng)中的液壓油缸內(nèi)充、卸油，完成按照所設定校準信號對扭轉(zhuǎn)力臂施加扭矩載荷；標準扭矩傳感器定子部分以及被校準扭矩傳感器定子部分以及陀螺穩(wěn)定器均安裝于定子安裝支架系統(tǒng)的傳感器定子安裝支架上，其輸出信號以及陀螺穩(wěn)定器控制信號通過無線信號傳輸與控制器完成被校準扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速測量與信號輸出。

2.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，其特征在于：配油器及配油軸系統(tǒng)由油管、配油器以及內(nèi)含油道的配油軸組成，配油器內(nèi)裝有內(nèi)含油道的配油軸，配油軸的油道連接配油器上的油管，通過配油器、油道和液壓缸將非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的液壓油油壓轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動的動態(tài)扭矩載荷。

3.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，其特征在于：扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)由扭轉(zhuǎn)支架圓盤及扭轉(zhuǎn)支架支撐桿組成，扭轉(zhuǎn)支架支撐桿安裝在扭轉(zhuǎn)支架圓盤上。

4.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，其特征在于：液壓扭矩加載系統(tǒng)由液壓缸、扭轉(zhuǎn)力臂、扭轉(zhuǎn)軸a和扭轉(zhuǎn)軸b組成，扭轉(zhuǎn)力臂安裝在扭轉(zhuǎn)軸b上，扭轉(zhuǎn)軸b通過軸承安裝于扭轉(zhuǎn)支架圓盤中心，能降低摩擦力帶來的扭矩誤差；液壓缸一端連接扭轉(zhuǎn)支架支撐桿，另一端連接扭轉(zhuǎn)力臂，且液壓缸通過油管連接至配油軸油道末端，實現(xiàn)液壓油路聯(lián)通。

5.根據(jù)權利要求4所述的動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，其特征在于：標準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分與被校準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分串聯(lián)安裝在扭轉(zhuǎn)軸a和扭轉(zhuǎn)軸b之間；扭轉(zhuǎn)軸b通過軸承安裝于扭轉(zhuǎn)支架圓盤b中心，能降低摩擦力帶來的扭矩誤差。

6.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，其特征在于：定子安裝支架系統(tǒng)由傳感器定子安裝支架、陀螺穩(wěn)定器、無線信號傳輸與控制器組成；陀螺穩(wěn)定器、無線信號傳輸與控制器均安裝在傳感器定子安裝支架上，陀螺穩(wěn)定器連接無線信號傳輸與控制器；定子安裝支架系統(tǒng)通過軸承安裝于扭轉(zhuǎn)軸上，保證扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)、液壓扭矩加載系統(tǒng)、標準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分、被校準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分在電動機驅(qū)動下轉(zhuǎn)動時，定子安裝支架系統(tǒng)由于重力作用不會隨軸轉(zhuǎn)動。

7.根據(jù)權利要求6所述的動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，其特征在于：傳感器定子安裝支架上安裝有陀螺穩(wěn)定器，能保證定子安裝支架系統(tǒng)在扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)、液壓扭矩加載系統(tǒng)、標準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分、被校準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分等轉(zhuǎn)動時處于穩(wěn)定狀態(tài)，提高扭矩傳感器轉(zhuǎn)速校準精度。

8.根據(jù)權利要求1所述的動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，其特征在于：定子供電系統(tǒng)由集流環(huán)和碳刷滑環(huán)系統(tǒng)組成，外部電源通過集流環(huán)將電源引入支撐軸內(nèi)部，并在扭轉(zhuǎn)軸a接入碳刷滑環(huán)系統(tǒng)，通過碳刷滑環(huán)引入相對于轉(zhuǎn)軸靜止的定制安裝支架系統(tǒng)，完成對安裝于定子安裝支架上的標準扭矩傳感器、被校準扭矩傳感器以及陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)、無線信號傳輸以及控制器供電。

技術總結
本發(fā)明涉及一種動態(tài)扭矩校準實驗臺架系統(tǒng)，電動機驅(qū)動扭轉(zhuǎn)支架系統(tǒng)及安裝在其內(nèi)部的液壓扭矩加載系統(tǒng)、標準傳感器轉(zhuǎn)子、被校傳感器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；液壓缸兩端的作用力分別通過扭轉(zhuǎn)支架以扭轉(zhuǎn)力矩的形式作用于標準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分兩側以及被校準扭矩傳感器轉(zhuǎn)子部分兩側法蘭，形成扭矩載荷，外部液壓控制系統(tǒng)通過配油器及配油軸系統(tǒng)控制液壓扭矩加載系統(tǒng)中的液壓油缸內(nèi)充、卸油，完成按照所設定校準信號對扭轉(zhuǎn)力臂施加扭矩載荷；標準扭矩傳感器定子、被校準扭矩傳感器定子以及陀螺穩(wěn)定器均安裝于傳感器定子安裝支架上，其輸出信號以及陀螺穩(wěn)定器控制信號通過無線信號傳輸與控制器完成被校準扭矩傳感器的轉(zhuǎn)速測量與信號輸出。

技術研發(fā)人員：雷俊松,徐姝菁,劉新伯,王佩君,常朔源
受保護的技術使用者：中國船舶集團有限公司第七〇四研究所
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9