机械工程测试技术 作者 谢里阳 9力及导出量测量.pptVIP

切削测力仪的布片和组桥 9.2 应力测量 　　⑷　轮辐式弹性元件 　　形状类似带辐条的车轮，沿其轴向受载。 轮辐式弹性元件的结构和组桥方式 9.2 应力测量 轮辐式弹性元件的特点： 　　剪切受力的弹性元件具有对加载方式不敏感、侧向稳 定、抗偏载、外形矮等特点。 　　轮辐式弹性元件形似带有辐条的车轮。辐条按剪切方 式工作 。 　　应变片沿轮辐轴线成　角的方向贴于梁的两个侧面。 　　为了使弹性元件具有足够的输出灵敏度而又不发生弯 曲破坏，辐条的厚度与长度的比值一般应在以下范围内选 择。 ● ● ● ● 9.2 应力测量 　其他测力传感器 　　⑴　电容式测力传感器 　　结构简单，灵敏度高，动态响应快，但是由于电荷泄 漏，不适宜静态力的测量。 电容式力传感器 9.2 应力测量 　　特点是体积小、动态响应快，但也存在电荷泄露，不适宜静态力的测量。使用中应承受横向力和施加预紧力。 ⑵　压电式测力传感器 9.2 应力测量 ⑶　压磁式测力传感器 　　在压磁式测力传感器中，外力通过弹性支架对压磁元件 加载。绕组中产生感应电势，且作用力　愈大，感应电势愈 大。 　　可以进行数千吨力的测量，适用于大型轧钢机的轧制力 测量。输出电势较大，甚至只需滤波整流，无需放大处理。 使用中应防止有侧向力干扰，而破坏硅钢的叠片结构。 9.2 应力测量 9.2 应力测量 9.2 应力测量 9.2 应力测量 压磁式扭矩传感器原理 　　轴受到扭矩时，表面的导磁率发生变化，因此可以利用 压磁效应测量扭矩。 9.2 应力测量 特点 差动变压器式力传感器 ⑷　差动变压器式测力装置 　　工作温度范围较宽， 为了减小横向力或偏心力 的影响，传感器的高径比 应较小。 9.2 应力测量 9.2.5 力参数测量实例 (1) 轧制力测量 轧机立柱上应变片的布置和接线方式 最大应力发生在力柱内表面 上 最小应力发生在力柱外表面 上 在中性 面，轧制力引起的拉应力 一扇牌坊所受到拉力为 总轧制力为 9.2 应力测量 (2)切削力测量 切削力的测量是一种比较典型的多向动态力测量，切削力信号是复杂的信号，一般情况下是随机信号。八角环型车削测力仪为典型的切削力测量装置。 八角环型车削测力仪 9.2 应力测量 八角环上的布片和组桥 9.2 应力测量 (3)压电式切削力测力系统 1.压电式力传感器； 2.分载调节柱； 3.压盖； 4.低噪声电缆； 5.密封接头 压电石英动态车削测力仪的结构示意图 9.2 应力测量 9.3　扭矩测量 测　 方向的应变 测两截面的相对转角 9.3.1　应变式扭矩测量的机理 由材料力学的平面应力胡克定律公式得： 或 进而可求得作用在转轴上的扭矩为： 9.3　扭矩测量 9.3.2　扭矩信号的传输 　　采集旋转传动轴应变量的主要问题是解决其应变信号的 传递。 　　有线传输和无线传输两种方法 。 　　⑴　有线传输 　　集电装置 　　集电装置由两部份组成： 　　　与应变片相连，随旋转件转动的（集流）滑环； 　　　与外部测量仪器相连，压靠在滑环上的（拉线）电刷。 ● ● 9.3　扭矩测量 拉线式集电装置 ①　拉线式集电装置 9.3　扭矩测量 安装时应注意事项 　　　　滑环不得松动，滑环的四个滑道特别是端头焊点应光滑平整，滑环与转轴严格垂直； 　　　　拉线在转轴上的包角太小，转轴有径向跳动会脱离接触。包角太大，磨损过快。一般应在 之间； 　　　　拉线弹簧张力太小，接触电阻加大甚至接触不好；张力太大，磨损过快； 　　　　拉线固定方式应视现场条件而定，对于高速转轴或正反换向转轴应双端固定。 9.3　扭矩测量 ②　电刷式集电装置 　　电刷式集电装置分为径向式和侧向式。滑环与电刷接 触，接触电阻小，许用速度较高。 电刷式集电装置 9.3　扭矩测量 轧机扭矩测量的现场 9.3　扭矩测量 　　⑵　无线传输方式 　　有电波收发方式和光电脉冲传输方式两种。 　　电波收发方式测量系统需要有可靠的发射、接收和遥测 装置，容易受到干扰。 　　光电脉冲方式把测试数据数字化后通过光信号从转动的 测量盘传送到固定的接收器上，然后经解码器后还原所需信 号，抗干扰能力较强。 9.3　扭矩测量 扭矩信号无线传输的结构方式 9.3　扭矩测量 9.3.3　扭矩的标定 　 ⑴　直接标定法 　　 在现场对所测轴施加已知力矩。 　　 ⑵　间接标定法 　　 模拟小轴法。小轴的直径小于实测轴的直径，材质必须相同的。要求粘贴在小轴上应变片、贴片工艺、组桥、仪器及导线均与实测轴一样。将小轴加载，做出标定曲线