專利名稱：一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種力矩測量裝置，具體地說是一種用來測量執(zhí)行器運轉(zhuǎn)時的輸 出力矩的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量裝置。
背景技術(shù)：
目前在電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量中大都是采用機(jī)械傳感器形變的方法來測量輸 出力矩，將機(jī)械傳感器形變的量測量出并轉(zhuǎn)化成輸出力矩的數(shù)據(jù)。采用機(jī)械形變來測試輸 出力矩的方法對機(jī)械的加工、制造、組裝的要求較高，并且形變傳感器在使用次數(shù)多的情況 下會出現(xiàn)磨損、老化，造成測量的數(shù)據(jù)偏移而不準(zhǔn)確。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械傳感器方式測量存在的問題，本實用新型的目的是提供 一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量裝置，該測量裝置安裝簡單、測量方便且測量結(jié)果準(zhǔn)確。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量裝置，其特征在于該測量裝置包括電壓互感器、電 流互感器、功率計算單元，力矩計算校準(zhǔn)單元，電壓互感器和電流互感器均與電機(jī)連接，電 壓互感器用于互感電機(jī)各相線的電壓，電流互感器用于采集電機(jī)各相線的電流；得到的電 壓信號和電流信號通過功率計算單元處理，并由力矩校準(zhǔn)單元計算轉(zhuǎn)換成實際輸出軸的力 矩值。在電流互感器與電機(jī)連接中，電機(jī)的電源線直接穿過電流互感器。功率計算單元 和力矩計算校準(zhǔn)單元集成在線路板上。本實用新型采用純電子線路和處理器計算來得出輸出轉(zhuǎn)動力矩，與傳統(tǒng)的測量方 法相比，本實用新型安裝簡單、測量方便且測量結(jié)果準(zhǔn)確。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是采用本實用新型得出的實驗數(shù)據(jù)圖。圖3是本實用新型力矩計算部分的推導(dǎo)圖。
具體實施方式
一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量裝置，見圖1，該測量裝置包括電壓互感器1、電流 互感器2、功率計算單元3，力矩計算校準(zhǔn)單元4，電壓互感器1和電流互感器2均與電機(jī)5 連接，電壓互感器1用于互感電機(jī)各相線的電壓，電流互感器2用于采集電機(jī)各相線的電 流。得到的電壓信號和電流信號通過功率計算單元3處理，并由力矩校準(zhǔn)單元4計算轉(zhuǎn)換 成實際輸出軸的力矩值。電壓互感器1對電壓相位的采樣相位角<5°，采樣比例1000 1。電流互感器2對相線電流的采樣相位角<5°，采樣比例1000 1。功率計算模塊采用ADI公司的 ADE7753，力矩計算采用的是ATMEGA128處理器。電壓采樣、功率計算單元3和力矩計算校準(zhǔn)單元4安裝的線路板上，電流的采樣部 分是電機(jī)的電源線直接穿過電流互感器，電流互感器采集電流信號。本實用新型的工作原理是由電壓互感器1得到電壓信號，由電流互感器2得到電 流信號，電壓信號和電流信號經(jīng)過功率計算單元3得到電機(jī)執(zhí)行器運轉(zhuǎn)時的輸出功率，再 由力矩校準(zhǔn)單元4計算轉(zhuǎn)換成實際輸出軸的力矩值，力矩校準(zhǔn)單元4力矩推導(dǎo)如示意圖3， 計算方法如下執(zhí)行器的額定力矩為a，在額定力矩的1/4處和額定力矩處，兩處進(jìn)行力矩標(biāo)定， 將標(biāo)定的模數(shù)值L和H記錄到力矩計算校準(zhǔn)單元4中，在實際的力矩測量過程中，功率計算 單元測試出執(zhí)行器功率模數(shù)為M，根據(jù)示意圖3的模型，推導(dǎo)出M所對應(yīng)的X處的力矩計算 公式為X = 3a(M-L)/4(H-L)+a/4。力矩計算校準(zhǔn)單元4通過此公式函數(shù)實現(xiàn)力矩的計算。通過實際的試驗效果，得出的實驗數(shù)據(jù)見圖2。數(shù)據(jù)中表明，對輸出軸力矩的測量 可以達(dá)到5%以內(nèi)的精度。
權(quán)利要求一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量裝置，其特征在于該測量裝置包括電壓互感器(1)、電流互感器(2)、功率計算單元(3)，力矩計算校準(zhǔn)單元(4)，電壓互感器(1)和電流互感器(2)均與電機(jī)(5)連接，電壓互感器(1)用于互感電機(jī)各相線的電壓，電流互感器(2)用于采集電機(jī)各相線的電流；得到的電壓信號和電流信號通過功率計算單元(3)處理，并由力矩校準(zhǔn)單元(4)計算轉(zhuǎn)換成實際輸出軸的力矩值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量裝置，其特征在于在電流互感器(2)與電機(jī)(5)連接中，電機(jī)的電源線直接穿過電流互感器(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量裝置，其特征在于功率計算單元(3)和力矩計算校準(zhǔn)單元(4)集成在線路板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量裝置，其特征在于所述功率計算 單元(3)采用ADI公司的ADE7753。
專利摘要本實用新型公開了一種電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩測量裝置，該測量裝置包括電壓互感器、電流互感器、功率計算單元，力矩計算校準(zhǔn)單元，電壓互感器和電流互感器均與電機(jī)連接，電壓互感器用于互感電機(jī)各相線的電壓，電流互感器用于采集電機(jī)各相線的電流；得到的電壓信號和電流信號通過功率計算單元處理，并由力矩校準(zhǔn)單元計算轉(zhuǎn)換成實際輸出軸的力矩值。本實用新型安裝簡單、測量方便且測量結(jié)果準(zhǔn)確。
文檔編號G01L3/00GK201583368SQ20102002273
公開日2010年9月15日 申請日期2010年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者沈德明, 王威, 王成 申請人:南京科遠(yuǎn)自動化集團(tuán)股份有限公司