Які методи вимірювання крутного моменту лічильного двигуна?
Крутний момент є важливим параметром при моторному тестуванні. Особливо при оцінці ефективності двигуна, крутний момент є незамінним вимірюванням. Точність вимірювання крутного моменту безпосередньо пов'язана з правильністю оцінки ефективності двигуна. Способи вимірювання крутного моменту, що використовуються в даний час, можна класифікувати за методом балансових сил, методом перенесення і методом перетворення енергії за принципом вимірювання.
По-перше, балансовий метод
Для трансмісійної механічної складової в однорідному робочому стані пара крутних моментів T і T 'повинна існувати одночасно на головному валу і тілі, причому обидва рівні за величиною і протилежні по напрямку. Метод вимірювання Т на головному валу шляхом вимірювання Т 'на тілі називається методом балансової сили. Нехай F - сила на руці, а L - довжина плеча, тоді T '= LF. T 'і T можуть бути отримані шляхом вимірювання сили F і силової рукоятки L. Перевага методу балансової сили полягає в тому, що немає проблеми передачі сигналу крутного моменту, і сила F на силі руки легко вимірюється; недолік полягає в тому, що діапазон вимірювання обмежений рівномірним робочим станом швидкості, і динамічне вимірювання крутного моменту не може бути завершено.
По-друге, спосіб передачі
Спосіб перенесення використовує певний ступінь зміни фізичних параметрів пружного елемента при передачі крутного моменту. Крутний момент вимірюється за допомогою цього зміни крутного моменту проти крутного моменту. За різними фізичними параметрами спосіб переносу може бути додатково розділений на магнітопружні, деформаційні, вібруючі дроти, фотоелектричні і т.д. Метод перенесення струму є найбільш широко використовуваним в області вимірювання крутного моменту.
1. Метод вимірювання фотоелектричного моменту
На обертовому валу закріплені дві дископодібні ґратки з однаковим числом отворів, а фотоелемент і нерухомий джерело світла відповідно закріплені з обох сторін решітки. Коли обертовий вал не має крутного моменту, світлі і темні смуги двох решіток розташовані в шаховому порядку, повністю блокуючи оптичний шлях, і ні Світло потрапляє на світлочутливий елемент і не виводить електричний сигнал; коли діє крутний момент, поперечний переріз двох дископодібних решіток виробляє відносний кут повороту, а світлі і темні смуги частково перекриваються, а частина світла проходить через решітку до фоточутливого елемента для виведення електричного сигналу. Чим більше значення крутного моменту, тим більший кут кручення. Чим більше інтенсивність світла, що вражає світлочутливий елемент, тим більше вихідний електричний сигнал. Виміряний вихідний електричний сигнал може вимірювати величину прикладеного крутного моменту.
Метод має переваги швидкої швидкості реакції і моніторингу в реальному часі крутного моменту; недоліками є складна конструкція, складний статичний стандарт, погана надійність, погана антиінтерференційна здатність, а точність вимірювань значною мірою залежить від зміни температури. Цей метод не придатний для вимірювання крутного моменту лише для пускових і низькошвидкісних валів.
2. Метод вимірювання магнітоелектричного моменту
Дві однакові шестерні встановлені на еластичному валу, магнітопровід і котушка являють собою систему збору сигналу, а між наконечником зуба і магнітним сердечником зберігається невеликий зазор. Коли вал обертається, дві змінні електрорушійні сили відповідно індукуються в двох котушках. А змінна електрорушійна сила пов'язана тільки з відносним положенням і положенням перетину магнітних ядер двох зубчастих коліс, і відповідне значення крутного моменту може бути отримано шляхом виявлення величини електрорушійної сили.
Метод має переваги високої точності, низькою вартістю і надійною роботою, а також безконтактним вимірюванням, тобто не потрібне джерело живлення і проміжний канал передачі; Недоліком є те, що структура є складною, частотна характеристика обмежена, виготовлення складно, час відгуку довго, і відповідний датчик Розмір і якість великі, і сигнал невеликий на низьких швидкостях і важко врівноважити високі швидкості. Вимірювання магнітоелектричного крутного моменту придатне для вимірювання крутного моменту, що дає великі кутові переміщення і здатне до початку вимірювання і низької швидкості. Завдяки своїм поганим динамічним характеристикам, він не підходить для вимірювання крутного моменту високошвидкісних обертових валів.
3. Метод вимірювання крутного моменту вібраційного дроту
Використовуючи функцію власної частоти вібраційної струни і натягу, сила перетворюється в електричну величину, а значення електричної величини спочатку перетворюється в силу, а потім обчислюється відповідне значення крутного моменту.
Корисна модель має переваги, що трансмісійний вал може бути безпосередньо використаний в якості осі кручення для вимірювання; приймається режим передачі частотного сигналу, а продуктивність проти перешкод хороша; частина датчика відокремлена від осі вимірювання сили, що зручно для вимірювання на судні або транспортному засобі; Недоліком є те, що структура є складною і чутливість є низькою. Точність вимірювання низька, а пружна деформація пружного валу повинна бути високою. Цей метод підходить для вимірювання крутного моменту великих валів, а не для високошвидкісних валів.
4. Метод вимірювання магнітного пружного моменту
Магнітоеластичне вимірювання крутного моменту відноситься до методу використання магнітопружного ефекту феромагнітних матеріалів та інших сплавних матеріалів для досягнення вимірювання крутного моменту. У магнітному полі крутний момент прикладається до пружної осі феромагнітного матеріалу, і зміна магнітної проникності буде відображати намагніченість феромагнітного матеріалу, тому сигнал крутного моменту може бути отриманий шляхом вимірювання зміни магнітної проникності.
Метод має переваги високої чутливості, хорошої стабільності, безконтактного вимірювання, великої вихідної потужності, швидкої швидкості реакції, хорошої здатності до перевантаження, зручної установки та використання, потужної здатності до перешкод, простої конструкції та схеми, і може працювати в жорстких умовах оточення. Недоліком є те, що існує помилка «дугової модуляції», яка обмежує її застосування; магнітна проникність, розподілена по колу осі кручення, має властиве відхилення, а точність її вимірювання відносно низька. Вимірюється тільки значення напруги матеріалу магнітострикційного шару, і все ще існує помилка в необхідному значенні крутного моменту. Методи магнітопружних вимірювань крутного моменту широко використовуються в морських електростанціях, сталепрокатці, бурових установках і локомотивах з ЧПУ.
5. Вимірювання крутного моменту тензодатчика
Крутний момент викличе певну навантаження на приводний вал, і ця деформація пропорційна величині крутного моменту. Тому тензодатчик опору може бути використаний для виявлення відповідного крутного моменту. Деформація кручення відбувається, коли приводний вал піддається обертовому моменту. Максимальна деформація зсуву генерується під кутом 45 ° до осі, і тензодатчик опору прикріплюється в цьому напрямку для виявлення обертаючого моменту, отриманого приводним валом.
Переваги методу вимірювання напруженості тензодатчика - проста структура, висока чутливість, сильна адаптивність, низька вартість, проста робота, зріла технологія, широкий діапазон застосування, висока точність вимірювань, швидка реакція, стабільна і надійна робота, хороші показники температурної компенсації і технологічність. Жорстка обстановка; його недоліками є вологість, температура, адгезив і інші фактори, які вплинуть на точність вимірювання, а анти-інтерференційна здатність погана, цей метод не підходить для вимірювання крутного моменту високошвидкісного вала.
По-третє, метод перетворення енергії
Метод перетворення енергії відноситься до непрямого вимірювання крутного моменту шляхом вимірювання інших параметрів, таких як теплова енергія та електрична енергія, відповідно до закону збереження енергії. В даний час електронний вимірювач крутного моменту TN4000, введений Galaxy Electric, є принципом вимірювання крутного моменту двигуна. Електронний вимірювач крутного моменту TN4000 використовує закон збереження енергії для вимірювання крутного моменту за допомогою високоточного вимірювання електричних параметрів, температури, швидкості та інших параметрів. Електронний вимірювач крутного моменту TN4000 є всеосяжним інструментом, який не тільки може легко виміряти крутний момент, але й напругу двигуна. Такі параметри, як струм, потужність і швидкість, можуть бути точно виміряні, а додаткові муфти не потрібні для вимірювання крутного моменту, що зменшує труднощі роботи на місцях.
