标准扭矩扳子校准装置的设计

文章研究了一种用于标准扭矩扳子校准的扭矩标准装置,该装置使用低摩擦扭矩的空气轴承作为支撑,克服了弯矩对测试结果准确性的影响。此外,文章研究了空气轴承的承载及稳定性,并分析了装置的测量不确定度。结果表明:设计的标准扭矩扳子校准装置扩展不确定度可以达到0.03%(k=2)。     

基于光纤光栅的扭矩传感器

为了实现恶劣条件下对扭矩的精确稳定测量,设计并实现了一种新型的基于光纤光栅的扭矩传感器。为克服扭矩测量系统易受外界影响的缺点,设计了光纤光栅全桥光路,实现了温度和弯矩的自动补偿。通过扭矩标准装置加载试验和水下环境加载试验分别测试了其测量精确度以及水下工作性能。结果表明,该光纤光栅扭矩传感器的最大非线性误差、重复性以及水下工作稳定性均达到0.1%以内,说明该传感器不但具有良好的测量精度,而且能够在船用环境等恶劣扭矩测量条件下较好地工作。研究结果为船用环境中扭矩测量的研究与应用提供了重要参考。     

0.1N～20N气浮式力标准机的设计分析

0.1N～20N静重式力标准机采用了新型砝码加载机构,实现了砝码的自动、稳定加载。此外,装置采用自行研制的气浮轴承作为支撑,并对气浮轴承进行了性能试验,满足性能要求,成功取代传统的刀口支撑,大大减少了摩擦扭矩,提高了装置的准确度。     

固溶温度对弹性体材料组织和性能的影响

对力学传感器弹性体材料05Cr17Ni4Cu4Nb在热轧态及不同固溶温度下进行加热,水冷480℃时效后的组织和力学性能进行了分析。结果表明：热轧态05Cr17Ni4Cu4Nb钢具有较高的力学性能,抗拉强度为1 288 MPa,屈服强度为1 118 MPa,硬度为38 HRC～40 HRC,塑性指标较低,热轧480℃时效可以提高试验材料的强韧性;热轧态05Cr17Ni4Cu4Nb钢组织为马氏体、残余奥氏体和少量的δ-铁素体,05Cr17Ni4Cu4Nb弹性体材料强韧性较好的固溶温度为1 040℃,在该温度加热后进行水冷480℃时效处理,试验材料获得的抗拉强度为1 326.0 MPa,屈服强度为1 272 MPa,延伸率为15%,断面收缩率为60.5%,硬度为43 HRC,冲击功为57 J;不同温度固溶处理480℃时效后,试验材料的组织为回火马氏体、残余奥氏体和富铜相及碳化物相。     

5kNm卧式参考式扭矩标准装置研制

介绍了5 kN?m卧式参考式扭矩标准装置的结构形式和组成，并详细描述了装置的结构、扭矩加载系统以及装置的超限保护机构的研究过程和研究成果，所建成的装置的扩展不确定度Urel=0.05%（包含因子k=2）。     

温度对空间对接机构扭矩测量的影响

分析高低温环境空间对接机构扭矩测量装置的设计方案，研究不同温度下轴系材料弹性模量变化对扭矩测量过程的影响，并通过热影响分析不同温度下同轴度变化对扭矩测量的影响。结果表明：由温度导致材料弹性模量变化对装置轴系的扭矩传递过程几乎没有影响，轴系热变形结果与温差呈正相关。通过对高低温环境下装置测量技术的分析研究，提高了扭矩性能测试工作的可靠性。     

法兰式扭矩传感器元件结构的参数影响仿真

针对20k N·m法兰式扭矩传感器，应用ANSYS仿真软件对3J58、40Cr、17-4PH、65Mn材料的弹性元件进行静力学仿真研究。通过静力学仿真，研究不同材料条件下弹性元件结构尺寸对贴片区域应力和应变分布的影响。研究表明，在相同结构条件下，材料17-4PH弹性元件对扭矩有更高的灵敏度。通过对仿真结果进行分析，获得不同材料条件下满足设计要求的弹性元件结构尺寸范围，这对20 k N·m扭矩传感器设计的选材和结构尺寸确定具有指导意义。     

扭矩测量及其校准系统的PLC实现

针对某机构中的驱动组合与非驱动组合的正常使用,提出了一种对其进行扭矩测量及其校准技术的方法,并对此进行了理论分析及仿真研究。在传动扭矩加载装置的条件下,采用数字PID位置式的控制方法,对扭矩特性测试中的电机扭矩进行了精确加载,测量系统采用经PID控制的电动制动器给置于高低温试验箱内部的驱动组合加载,转矩转速传感器在高低温试验箱外部检测驱动组合的输出扭矩和输出转速,并将结果传输给工控机,为软件计算机构驱动组合的传动效率提供数据,进而测试出主驱动组合在一定工作电压的情况下,不同负载所对应的工作效率曲线,从而对驱动组合的性能加以考核,并对其在PLC实现PID控制的实现方法进行了仿真分析研究。     

0.5mN·m～10N·m高精度扭矩标准装置的研制

本文介绍了0.5mNm～10Nm扭矩标准装置的工作原理与机械结构,并阐述了整个装置的电气控制系统,此外,分析了装置的测量不确定度。结果表明,设计的装置能满足技术指标要求。     

温度对扭矩传感器弹性体17-4PH特性的试验

弹性体是扭矩传感器的核心部件，其性能直接影响扭矩传感器的准确性。文章分析了扭矩传感器数学模型，构建了温度作用下材料弹性模量理论模型，并针对弹性体材料17-4PH进行温度性能试验和变温环境下的扭矩校准试验。试验结果表明，弹性体材料17-4PH的弹性体与温度的变化成非线性关系，温度越高弹性模量下降的速度越快，构建的考虑温度影响的弹性模量模型的变化规律与传感器输出值变化一致，这为扭矩传感器的精密设计提供了可靠的依据。