測功機 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器

該儀器安裝于功率傳動軸之間，它和TR-1型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測量儀及CZ型磁粉制動器配合使用，可以測量各種發(fā)動機、電機、風(fēng)機、壓縮機、液壓泵、齒輪箱等動力機械及傳動機械在0-6000轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率。其中ZJ是通過磁電變換輸出具有相位差的二個電壓訊號的傳感器，TR-1是帶打印，顯示的單片機式測量儀。CZ型磁粉制動器激磁電流產(chǎn)生大小可調(diào)的阻尼力矩，為成套測功的理想加載器，TR-1及CZ具體使用請閱相關(guān)說明書。本公司提供交鑰匙工程的成套測功系統(tǒng)。 二、工作原理： 　 轉(zhuǎn)矩傳感器主要由扭力軸、磁檢測器，轉(zhuǎn)筒及殼體等四部分組成。磁檢測器包括配對的兩組內(nèi)、外齒輪，磁鋼和感應(yīng)線圈。外齒輪安裝載扭力軸測量段的兩端；內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)筒內(nèi),和外齒輪相對，磁鋼緊接內(nèi)齒輪安裝在轉(zhuǎn)筒內(nèi)。磁鋼，內(nèi)外齒輪構(gòu)成環(huán)狀閉合磁路,感應(yīng)線圈固定在殼體的兩端蓋內(nèi)。在驅(qū)動電機帶動下，內(nèi)齒輪隨同轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)。 　 內(nèi)外齒輪是變位齒輪，并不齒合，齒頂六由工作氣隙，內(nèi)外齒輪的齒頂相對時氣隙最窄，齒頂和齒槽相對時，氣隙最寬。內(nèi)外齒輪在相對旋轉(zhuǎn)運動時，齒頂與齒槽交替相對，相對轉(zhuǎn)動一個齒位時,工作氣隙發(fā)生一個周期的變化,磁路的磁阻和磁通隨之相應(yīng)作周期變化,因此線圈中感應(yīng)出近似正弦波的電壓訊號,訊號電壓瞬時值的變化和內(nèi)外齒輪的相對位置的變化是一致的。 　 如果兩組檢測器的齒輪的投影互相重合時、兩組電壓訊號的相位差為零。安裝時，兩只內(nèi)齒輪的投影是重合的。而扭力軸上的兩只外齒輪是按錯動半個齒安裝的。因此，兩個電壓訊號具有半個周期的相位差，即初始相位差為α0=180°。若齒輪為120齒，分度角為3°，相位差為180°時，相應(yīng)外齒輪錯動1.5°。 　 當(dāng)扭力軸受到扭矩作用時，產(chǎn)生扭角β，兩只外齒輪的錯位角變?yōu)?.5°±β兩個電壓訊號的相差角相應(yīng)變?yōu)椋害?120 ×（1.5°±β）=180°±120β。 　 扭角和扭矩是成正比例的,因此扭角的變化和扭矩成正比,即相位差角的變化△α=α-α0=±120β=120K1M=KM 式中K1為相位差角和扭矩的比例系數(shù)，K=±120K1，“±”另表示轉(zhuǎn)動方向。 　 設(shè)扭力軸測量段的直徑為d，長度為L，扭力軸材料的剪切彈性模為G，則K1=32L/πdG?！?將傳感器的兩個電壓訊號輸入TR-1轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測量儀，經(jīng)過儀表將電壓訊號進行放大、整形、檢相、變換成計數(shù)脈沖，然后計數(shù)和顯示，便可直接讀出扭矩和轉(zhuǎn)速的測量結(jié)果。 　 由于采用磁電轉(zhuǎn)換、相位差原理和數(shù)字顯示的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量方法,因此能進行穩(wěn)定、可靠、快速、靈敏的高精度測量。它具有如下特點： 1.可以測量靜扭矩 　　當(dāng)把扭矩臂固定于扭力軸的一端，鎖定另一端時，這時只要打開傳感器的驅(qū)動電機，就可得到輸出信號，并能很方便地對傳感器進行靜態(tài)校準。當(dāng)然，已經(jīng)過靜校的傳感器就能對靜扭矩和低速下的扭矩進行精密測量了。 2.不用滑環(huán) 　 扭矩測量是由非接觸式磁電檢測器的輸出信號來實現(xiàn)的,所以本儀器可以測量其它儀器不可能測量到的高速轉(zhuǎn)矩。 3.精度高，穩(wěn)定性好 　由于扭力軸是由具有優(yōu)良的彈性，滯后效應(yīng)極小的合金材料制成，所以靈敏度高，殘余變形小，讀數(shù)穩(wěn)定、可靠。 4.操作簡單、方便 　 該儀器和TR-1相配合，可自動測量并直接讀出扭矩、轉(zhuǎn)速功率，設(shè)置數(shù)據(jù)存儲后每次開機即可直接測量。 　 三、主要技術(shù)參數(shù)： 　1、傳感器適用于環(huán)境溫度0-55℃，以及相對溫度不超過90%的條件下工作。 　2、傳感器適用的轉(zhuǎn)速范圍及聯(lián)軸節(jié)重量（見下表）: 型　號 額定轉(zhuǎn)矩（N·M） 轉(zhuǎn)速范圍（轉(zhuǎn)/分） 單只連軸節(jié)重量（<=kg) ZJ-0.1 　-0.2 12 0-4000 0-4000 0.3 0.3 ZJ-0.5 -1 -2 5 10 20 0-6000 0-6000 0-6000 0.5 0.5 0.5 ZJ-5 　　-10 　　-20 50 100 200 0-4000 0-4000 0-4000 1.5 2 5 ZJ-50 　　-100 　　-200 500 1000 2000 0-3000 0-3000 0-3000 10 15 20 ZJ-500 　　-1000 　　-2000 5000 10000 20000 0-2000 0-2000 0-2000 25 30 35 　3、傳感器所需聯(lián)軸節(jié)、墊塊、測試平板等根據(jù)用戶需求，本公司可代為加工。 　4、系統(tǒng)總誤差： ?。?）靜標精度:在標定傳感器系數(shù)的相同環(huán)境溫度下（不相同時按溫度系數(shù)修正），靜標定誤差應(yīng)不超過±0.2%。 　（2）在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，套筒固定在任意位置時，不同轉(zhuǎn)速下扭矩測量讀數(shù)變化應(yīng)不大于±0.2%。 ?。?）傳感器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,中間套筒在不同位置時,讀數(shù)誤差應(yīng)不超過±0.2%;或者中間套筒轉(zhuǎn)動（啟動驅(qū)動電機），軸在不同位置時，讀數(shù)誤差應(yīng)不超過±0.2%。 　 5、測量精度:傳感器與TR-1配合,其測量誤差不超過±0.5%。 　 6、允許測量的扭矩：120%額定值。 　 7、輸出電壓信號幅度：不小于0.7V有效值。 　 8、外形尺寸見圖二。 　 9、工作時間：可連續(xù)運行?！?/font> 　 A C L h1 B D H d1 　 b h d ZJ-0.1,0.2 110 200 260 90 150 180 300 11 120 4 2.5 12 ZJ-0.5,1,2 110 200 260 90 150 180 300 11 120 4 2.5 12 ZJ-5,10,20 172 260 370 100 182 210 320 12 120 8 4.0 26 ZJ-50,100,200 170 300 430 110 200 230 345 16 120 花鍵 8-48×42×8 ZJ-500,1000,2000 224 400 660 120 230 262 390 18 120 10-100×90×14 1、傳感器必須安裝牢靠，以防工作時震動。 2、傳感器安裝位置如圖三、圖四所示。 3、傳感器的安裝同心度應(yīng)不大于0.1mm，否則，儀器的測量精度不易保證。 4、傳感器負載側(cè)的聯(lián)軸節(jié)應(yīng)能方便地脫開，以便零點調(diào)整。 5、由于傳感器的轉(zhuǎn)速信號是軸的轉(zhuǎn)速與傳感器套筒轉(zhuǎn)速的代數(shù)和，所以當(dāng)傳感器上的驅(qū)動電機打開時，扭力軸轉(zhuǎn)速應(yīng)等于儀表轉(zhuǎn)速讀數(shù)減去傳感器電機轉(zhuǎn)速所得得差值。 6、傳感器在使用時應(yīng)力求避免震動。 7、環(huán)境溫度的變化會直接影響儀器的測量精度，當(dāng)測量精度要求不高時，相對于傳感器標定溫度時溫差在±10℃時，對標定系數(shù)可不作修改，如果環(huán)境溫度超過這一范圍，就須對傳感器所標定的系數(shù)值進行修正，即將TR-1系數(shù)修正后使用，才能保證器測試精度，溫度系數(shù)的修正按下式計算： 　Xt=Xto[1+εG(t-to)] 　式中：Xt---溫度為t時的傳感器系數(shù)。 　Xto----溫度為to時所標定的傳感器系數(shù)（即銘牌上的傳感器溫度系數(shù)）。 　t-----測量時的實際環(huán)境溫度℃。 　to----標定傳感器系數(shù)時的環(huán)境溫度℃。 　εG----剪切彈性模量G的溫度系數(shù)，其值在這里取為--0.027%。 　例如：傳感器出廠時的標定系數(shù)為7215是在10℃下進行標定的，現(xiàn)在為36℃的情況下是用，其修正系數(shù)為：  Xt=7215×(1-0.027%×26℃)=7164 　即將傳感器的標定系數(shù)修正為7164，并在使用時將TR-1的系數(shù)置于7164，若環(huán)境溫度仍為10℃，則系數(shù)仍為7215。 8、操作步驟： （1）將傳感器與被測功率傳動軸及負載框圖順序及上述1-4條安裝連接牢靠。 （2）將信號輸出線對應(yīng)接至TR-1，并按傳感器銘牌上標明的系數(shù)值設(shè)定TR-1的標定系數(shù)。 （3）脫開負載側(cè)聯(lián)軸節(jié)，開動被測機械，調(diào)節(jié)TR-1的零點，如因轉(zhuǎn)速過低，輸出電壓信號的幅度低于0.7V時，可開動傳感器上的驅(qū)動電機，并使其旋轉(zhuǎn)方向和測量軸的旋轉(zhuǎn)方向相反，但這時的轉(zhuǎn)速按第5條取得。 （4）聯(lián)接好聯(lián)軸節(jié)，則可進行測量。 9、維護要求： （1）傳感器裝配出廠前經(jīng)過精心調(diào)試與補償，切不可隨便拆裝，以免失去精度。 （2）傳感器經(jīng)使用一段時間后，如需進行檢定、維護，請返回本廠重新進行標定。 （3）傳感器應(yīng)避免在劇烈震動和高溫潮濕環(huán)境中使用和保管。 （4）傳感器的包裝運輸應(yīng)根據(jù)《精密儀器包裝運輸辦法》施行。

　測功機簡介:

　　測功機也稱測功器，主要用于測試發(fā)動機的功率，也可作為齒輪箱、減速機、變速箱的加載設(shè)備，用于測試它們的傳遞功率。主要分為水力測功機、電渦流測功機、電力測功機。電力測功機利用電機測量各種動力機械軸上輸出的轉(zhuǎn)矩，并結(jié)合轉(zhuǎn)速以確定功率的設(shè)備。因為被測量的動力機械可能有不同轉(zhuǎn)速，所以用作電力測功機的電機必須是可以平滑調(diào)速的電機。目前用得較多的是直流測功機、交流測功機和渦流測功機。

　　直流測功機可作為直流發(fā)電機運行，作為被測動力機械的負載，以測量被測機械的軸上輸出轉(zhuǎn)矩；也可以作直流發(fā)電機運行，拖動其他機械，以測量其軸上輸入轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩與測速發(fā)電機測得的轉(zhuǎn)速之積即軸功率。這就是測功機一名的由來。
　　交流測功機 通常由一臺三相交流換向器電動機和測力計、測速發(fā)電機組合而成。 它的測功原理與直流測功機相同。
　　渦流測功機 利用渦流產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩來測量機械轉(zhuǎn)矩的裝置。它由電磁滑差離合器（見電磁調(diào)速異步電動機）、測力計和測速發(fā)電機組成。被測動力機械與電磁滑差離合器的輸入軸連接，帶動電樞旋轉(zhuǎn)，磁極則被安裝其上的測力臂掣住,只能在一定范圍內(nèi)擺動一角度,配合測力計就可以由此擺動角直接讀出電樞與磁極間作用的電磁轉(zhuǎn)矩。略去風(fēng)摩損耗等測量誤差時，此電磁轉(zhuǎn)矩就等于被測動力機械的輸出轉(zhuǎn)矩。渦流測功機只能產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，不能作為電動機運行。一般用于測量轉(zhuǎn)速上升而轉(zhuǎn)矩下降，或轉(zhuǎn)矩變化而轉(zhuǎn)速基本不變的動力機械。

工作原理和功率計算

1、電渦流測功機工作原理

　　由電渦流測功機結(jié)構(gòu)圖可知，感應(yīng)子主要由旋轉(zhuǎn)部分和擺動部分（電樞和勵磁線圈）組成。轉(zhuǎn)子軸上的感應(yīng)子形狀猶如齒輪，與轉(zhuǎn)子同軸裝有一個直流勵磁線圈。當(dāng)勵磁線圈組通以直流電流時，其周圍便有磁場存在，那么圍繞勵磁組就產(chǎn)生一閉合磁通。很明顯，位于繞組左側(cè)的感應(yīng)子具有一個極性，右側(cè)具有相反的極性。

　　旋轉(zhuǎn)時，由于磁密值的周期性變化而產(chǎn)生渦流，此渦流產(chǎn)生的磁場同產(chǎn)生它的磁場相互作用，從而產(chǎn)生與被試機反向的制動力矩，使電樞擺動，通過電樞上的力臂，將制動力傳給測量裝置。 　　轉(zhuǎn)速測量采用非接觸式磁電轉(zhuǎn)速傳感器和裝于主軸的60齒牙盤，將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出。

2、測功機功率計算

　?。?）功率計算 功率 P=扭矩*轉(zhuǎn)速/9550(Kw) 式中扭矩—(N.m) n—轉(zhuǎn)速(rpm/min)磁粉離合器,磁粉制動器,測功機,光電糾偏-海安縣航成機電制造有限公司
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