摘要:電動(dòng)機(jī)及機(jī)械動(dòng)力裝置旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速特性是電動(dòng)機(jī)及機(jī)械動(dòng)力裝置的一項(xiàng)重要參數(shù)，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性曲線的形狀及曲線中的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、zui小轉(zhuǎn)矩、zui大轉(zhuǎn)矩等參數(shù)，浩龍測(cè)功機(jī)專業(yè)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速及輸出功率， 
 

傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩測(cè)試，通常是采用電阻應(yīng)變橋來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)矩信號(hào)并借助于導(dǎo)電滑環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)電阻應(yīng)變橋能源的輸入及應(yīng)變信號(hào)的輸出，但是，由于被測(cè)軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生顫振，使接觸點(diǎn)處的接觸電阻發(fā)生變化，從而使測(cè)量誤差增大。此外，導(dǎo)電滑環(huán)屬于摩擦接觸，也不可避免地存在磨損及發(fā)熱，因而限制了旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速及導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。

為了更好地測(cè)量電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，控制和調(diào)整電機(jī)，直流穩(wěn)壓電源、變頻電源，本文選用數(shù)字式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的測(cè)量，并以數(shù)字量的形式送入以AT89C52單片機(jī)為核心構(gòu)成的測(cè)試系統(tǒng)。由于傳感器采用兩組帶間隙的特殊環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器來(lái)承擔(dān)應(yīng)變橋能源輸入及信號(hào)輸出任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)能源及信號(hào)的無(wú)接觸傳遞，因此提高了轉(zhuǎn)矩測(cè)量的精度及可靠性。該傳感器還可同時(shí)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的測(cè)量，并方便地計(jì)算出軸的輸出功率，因此，利用該傳感器可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及軸功率的多參數(shù)輸出。本測(cè)量?jī)x還可完成轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、軸輸出功率的測(cè)量及報(bào)警值設(shè)定，測(cè)量周期設(shè)定及傳感器調(diào)零設(shè)定，同時(shí)還可將測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)RS232口傳送到上位計(jì)算機(jī)，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理、分析和對(duì)比。

1 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量原理

用數(shù)字轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行測(cè)量，可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩信號(hào)的傳遞，而與旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，也與轉(zhuǎn)速大小和旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān)。該傳感器既可以測(cè)量靜態(tài)轉(zhuǎn)矩，又可以測(cè)量動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩，它無(wú)需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)矩，并可高速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，而且檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)。此外，傳感器的輸出信號(hào)以頻率量給出，也便于和微處理器、單片機(jī)進(jìn)行接口。

1.1 轉(zhuǎn)矩測(cè)量

轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測(cè)敏感組件是電阻應(yīng)變橋。該應(yīng)變橋可以通過(guò)應(yīng)變膠將的測(cè)扭應(yīng)變片粘貼在被測(cè)彈性軸上，從而組成應(yīng)變電橋，這樣，只要向應(yīng)變電橋提供電源，即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào)，然后將該應(yīng)變信號(hào)放大，再經(jīng)過(guò)壓/頻轉(zhuǎn)換變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào)。傳感器的能源輸入及信號(hào)輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器承擔(dān)的，因此，可實(shí)現(xiàn)能源及信號(hào)的無(wú)接觸傳遞