CZt型转矩转速传感器的研制.pdfVIP

第 卷 第 期 石河子大学学报（自然科学版） ;). 9) %’’’ 年 $% 月 （ ） ()*+,-. )/ 0121342 5,263+72#8 9-#*+-. 0:23,:3 =3: %’’’ !# 型转矩转速传感器的研制! ! ! ! ! 吴进河 ，李 玲 ，黄 勇 ，李江全 ，王艳云 （ 石河子大学工学院机械电气工程系，石河子 ； ! #$%%$ 石河子大学工学院土木建筑工程系，石河子 #$%%$） 提要：以扭转 应变原理和红外光电反射测速原理设计 ’() 型转矩转速传感器，通过微机辅助测试 系统标定和田间实测表明， 传感器设计合理，解决了农业机械 田间作业时转矩转速与功率测量难的 ’() 技术问题。 关键词：转矩转速传感器；设计；标定；测试 中图分类号： - 文献标识码： 文章编号： （ ） *+#, . $ / !%%010$#$ %%% %,1%$%21%3 目前用于转矩转速与功率测量的传感器有多种类型的产品，但绝大多数适宜固定作 业机械的测量。由于农业机械田间作业的工作环境恶劣，万向节机构空间运动且安装尺 寸紧凑等原因，现有的传感器难于适应农机田间作业时的测量。针对以上问题，我们开发 研制了 ’() 型 4*5 轴轴通式转矩转速传感器及其微机辅助测试系统（简称 ’/* 系统）。 传感器按拖拉机 4*5 轴花键尺寸形成系列化，可实现用一种型号传感器很方便地测量与 4*5 轴匹配的多种农机具的转矩、转速及功率测量。 ! 转矩传感器的设计原理 当前转矩传感器的设计主要是依据扭转轴受到扭载荷时产生一系列的物理效应，如 变形、应变、应力等的变化，选用某种敏感元件（如应变片、磁电元件、霍尔元件等）来感受 这种效应的变化，将载荷量变换为电信号量，而后通过调理电路及二次仪表加以显示或记 ［，］ 录 ! 。 ’() 型转矩传感器充分考虑了农机具田间作业时载荷变化大、振动冲击大以及安装 位置对外形尺寸的严格要求等因素，选用适应性较好的应变型物理效应原理进行设计。 传感器主要由阶梯圆柱扭轴（即弹性元件）、应变片组（即敏感元件）、集流环（ 型）或环形 / 变压器（ 型）、外壳等组成。 6 $ . $ 弹性扭轴 弹性扭轴，其一端与拖拉机 4*5 轴花键轴连接，同时考虑了转速传感器的安装；另一 端与万向节传动轴节叉花键套连接，再与农机具连接。 扭转轴的材料选用优质 ,7 号碳素钢，通过淬火、回火、稳定化处理，以保证规定的扭 载荷测量范围内的强度要求及较好的静态、动态特性。 $ .% 应变片组的粘贴与接近 当圆柱扭轴受到扭转力矩 ! 时，在扭转表面上与母线呈 ,78及 !$78（即 ,78）夹角的 万方数据 收稿 日期： ! %%%1%1$ 石河子大学学报（自然科学版） 第 卷 /10 * 螺旋线是它的主应力线。在主应力线上拉伸应力（ ）和压缩应力（ ）在数值上与扭转