新型高线性度分段激磁式扭矩传感器的研究.pdf

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1、第27卷第12期传感技术学报Vo1．27No．122014年12月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDec．2014StudyofANewHighLinearityTorqueSensor、vithSectionalExcitationZHA0Hao(NanhuCollegeofJiaxingUniversity，JiaxingZh4iang314001，China)Abstract：Itisimportanttomeasurethemechanicalequipmenttorqueaccurately

2、foritsauto—controlling，anewstructuresectionalexcitationtorquesensorwithhighlinearityisdesignedinthispaper．Thesensorexcitationwind—ingaresectional，theoutputwindingproduceinductionpotentialwhichisproportionaltotheloadtorquethroughe—lectromagneticcoupling，andtheoutputcharact

3、eristicofthesensorishighlylinearitywhentheturnsratiorangeofexcitationcoilnumberandtheoutputwindingnumberisaboutO．56～0．59．Theoutputcharacteristicofsensorisde—duced，anditsmathematicalmodelisconstructed．Thesensoriscalibratedbytorsiontestingmachine，theexperi—mentaldataindicat

4、edthesensitivityofthesensorisabout1．05mV／(N·m)，therepeatabilityerrorisabout-0．38％，thenon—linearerrorisabout±0．26％，andthehysteresiserrorisabout±0．37％．Keywords：torquesensor；piece-wiseexcitation；transferfunction；calibrationEEACC：7230；7320Edoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2014．12

5、．016新型高线性度分段激磁式扭矩传感器的研究水赵浩(嘉兴学院南湖学院，浙江嘉兴314001)摘要：扭矩的准确测量对实现机械设备的自动控制有着重要的作用，为此，设计了一种新型分段激磁的高线性度扭矩传感器。传感器的激磁绕组为分段式，传感器转轴受到扭矩作用时，输出绕组经过电磁耦合输出与负载扭矩呈正比关系的感应电势，并找到了传感器输出特性呈较高度线性时，激磁线圈与输出线圈的匝数比的范围约为0．56~0．59。推导了传感器的输出特性，构建了传感器的数学模型。最后采用扭转试验机对传感器进行了标定，实验结果表明传感器的灵敏度约为1．05mV／(N·m

6、)，重复性误差约为-+0．38％，非线性误差约为±0．26％，迟滞误差约为±0．37％。关键词：扭矩传感器；分段激磁；传递函数；标定中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004—1699(2014)12-1672—04随着科学技术的不断进步和生产发展的各种需感器、一种激光多普勒扭矩传感器、环形球栅式要，扭矩测量技术在工业、航空航天、农业、军事等多扭矩传感器J、基于FPGA的高精度扭矩传感系个领域获得了广泛的应用¨。例如在塑壳式低压统J、一种机器人谐波减速器内嵌扭矩传感器¨、基断路器智能测控系统中，采用扭矩传感器对电机轴于空气轴承

7、支撑技术的扭矩标准机和一种基于纳输出扭矩进行实时检测，当螺丝刀对螺母锁紧到一米晶软磁合金的磁弹性扭矩传感器¨等等。定程度时，控制电机停转；扭矩作为装载机传动本文设计了一种具有较高线性度的新型扭矩传轴的基本载荷形式，是装载机动力输出的重要评价感器，阐述了传感器的机械结构和工作原理，通过两指标，同时传动轴的扭矩测试还是装载机开发研究段激磁绕组和补偿绕组的作用，使得传感器输出绕等工作不可或缺的内容。组产生于负载扭矩呈高度线性的感应电势。为了更近年来许多专家在扭矩测量方面进行了大量的加深入的揭示传感器的特性，构建了传感器的数学研究，设计了多种新型

8、扭矩传感器，包括压电式扭矩模型。最后采用扭转试验机对传感器进行了标定，传感器、基于螺管形差动变压器的非接触式扭矩传得到了传感器的各项静态性能指标。项目来源：浙江省自然科学基金项目(LQ14E0