关于对相位差型微机扭矩仪校准方法的探讨

　　0　概述

　　相位差型微机扭矩仪是一种具有一定智能的测定各种动力机械和动力传输机械的扭矩、转速和功率的高精度电子仪器,它能与各种量程的磁电式相位差型扭矩传感器(如JC型扭矩传感器)配套使用,测量各种发动机、电机、风机、压缩机、液压机、水泵、变扭器、偶合器和齿轮箱等机械的扭矩、转速和功率。它可以极其广泛地应用干各种动力机械及其传输机械的研究、设计、制造及维修行业。随着扭矩仪的广泛应用,对扭矩仪的校准显得越来越重要,下面以湖南湘仪动力测试仪器有限公司的JW-2A型扭矩仪为例,探讨相位差型微机扭矩仪的校准方法。

　　1　相位差型微机扭矩仪原理

　　相位差型微机扭矩仪的基本原理是将来自转矩转速传感器(JC型)的二路电信号经过放大器、鉴相器后检测出二路信号的相位差,然后通过计数和显示,便可直接读出扭矩和转速的测量结果。其结构框图如图1。其中,JC型转矩转速传感器的基本原理(见图2)是:通过弹性轴、两组磁电信号发生器,把被测转矩、转速转换成具有相位差的两组交流电信号,这两组交流电信号的频率相同且与轴的转速成正比,而其相位差的变化部分又与被测转矩成正比。把这两组交流电信号用专用屏蔽电缆线送入JW型微机扭矩仪,即可得到转矩、转速及功率的精确值。由此可见,只要输入具有标准相位差的二路正弦交流信号,就可以对相位差型微机扭矩仪进行校准。下面以多功能校准源5520A输出双路相位差交流电压信号模拟磁电式相位差扭矩传感器输出标准的转矩转速信号对JC-2A微机扭矩仪进行校准。

　　2　校准方法

　　2.1　扭矩校准

　　按图3所示接线,从多功能校准源5520A的NORMAL和AUX端口输出的频率为500Hz的信号幅度为3V两路相位信号,通过两根高频电缆线分别接至扭矩仪后面板上对应扭矩信号Ⅰ和Ⅱ插座。扭矩仪的各常数设置为系数F=2000,量程R=360.00,齿数g=60。通过改变两路信号的相位差,从而扭矩窗口显示相对应相位差的扭矩值。实验数据如表1:

　　注:对于其它量程R的微机扭矩仪,可根据需要设置,此时,扭矩的实际值:

　　R为扭矩传感器量程;F为扭矩传感器系数;M0为扭矩零点;T为相位差。

　　2.2　转速校准

　　按图3所示接线,从多功能校准源5520A的NORMAL和AUX端口电压幅度为3V,20Hz~20kHz的频率信号通过两根高频电缆线分别接至扭矩仪后面板上对应扭矩信号Ⅰ和Ⅱ插座,各常数应该为量程R=360.00,齿数g=60,进行转速校准,则此时转速窗口显示即为输入信号的频率。但须注意,此时扭矩信号输入端必须有两路相位信号输入,否则仪器不工作,并显示“nosig”(无信号)提示信息。实验数据如表2: