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Lorenz扭矩传感器扭矩的时域分析
  • 发布日期:2020-03-27      浏览次数:76
    •    Lorenz扭矩传感器的测量原理:
        将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上并组成应变桥,向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后,经过压/频转换,变成与扭应变成正比的频率信号。本系统的能源输入及信号输出是由两组带间隙的特殊环型变压器承担的,因此实现了无接触的能源及信号传递功能。
       
        Lorenz扭矩传感器扭矩的时域分析:
        扭矩按照时间历程的特点划分为稳态扭矩和动态扭矩两类:
        稳态扭矩
        扭矩值不随时间变化或者随时间变化很小和很缓慢的扭矩称为稳态扭矩,主要包含:静止扭矩,恒定扭矩,缓变扭矩及脉动扭矩四种类型。
        (a)静止扭矩:特点为转速为零,即轴不转动,且扭矩保持不变,如起重吊车吊重在空中不动时,传动系统中的轴所受的扭矩可以视作静止扭矩。
        (b)恒定扭矩:特点是轴旋转,但扭矩保持不变,例如电机、鼓风机在稳定工况下的扭矩可以视为恒定扭矩
        (c)缓变扭矩:特点是扭矩值随时间作缓慢变化,由于扭矩变化缓慢,在测定过程中,可以认为其扭矩值是恒定的,这类扭矩一般用某一时刻的扭矩值及对应的转速来表征,如长时间工作的搅拌机的工作转矩可以视作缓变扭矩。
        (d)脉动扭矩:特点是扭矩的平均值是常数,但它的瞬时值有幅度不大的脉动变化。表征这类扭矩的参数是均值、脉动微幅ΔT及脉冲频率f。包括内燃机,水泵在内的绝大多数旋转机械的扭矩都属于脉动扭矩。
       
        以上四种扭矩均可以用静态扭矩测量仪测定。对于脉动扭矩,当要研究脉动微幅与脉频时,则需要采用动态扭矩测量仪进行测定。其余状态仪器均指示扭矩平均值。
       
        动态扭矩
        就是扭矩值随时间的波动很大很快的扭矩形式,通常包括振动扭矩、过渡扭矩以及随机扭矩三类。
        振动扭矩,其特点是虽然扭矩值是变化的,但其变化是按一定的周期重复循环,造成这种现象的原因是旋转机械由于轴心不对中等机械设计制造匹配问题产生了扭振,从而引起了扭矩的波动。振动扭矩用平均值Tm、振ΔT、振动频率f以及对应的转速n来共同表征。多缸往复式发动机,其工作扭矩就属于振动扭矩。
       
        过渡扭矩,这种扭矩一般产生于旋转轴由一种状态转换到另一种状态时,过渡扭矩的表征参数为:较大扭矩Tmax或较小扭矩Tmin,扭矩变化率ΔT/Δt,同时记录扭矩的时间历程。一般在起动、换档、制动等过程中的扭矩为过渡扭矩。
       
        随机扭矩,其特点是不确定,无规律。常用幅度的概率密度函数和幅度累积概率分布函数、平均值与方均值及方差与标准差、自相关函数、功率谱密度函数来表征。对于这些参数的意义,可自行参阅相关资料或关注本公众号后期关于信号处理部分的内容。
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