本發(fā)明屬于液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

渦輪泵作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)中主要部件，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中唯一高速運(yùn)轉(zhuǎn)的組件，也是故障率最高的部件之一。

對(duì)泵壓式液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在研制中發(fā)生的故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后發(fā)現(xiàn)，渦輪泵系統(tǒng)的故障占較大的比例，其中渦輪泵摩擦力矩增大和軸承損壞是渦輪泵故障中的兩大主要原因。對(duì)多次啟動(dòng)的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，在某一次啟動(dòng)結(jié)束后，渦輪泵是否可以安全可靠地完成下一次啟動(dòng)成為研究者關(guān)注的問(wèn)題。

在發(fā)動(dòng)機(jī)地面試車階段，完成一次試車之后及時(shí)測(cè)量渦輪泵狀態(tài)可以排除故障隱患，避免在下一次啟動(dòng)試車時(shí)發(fā)生事故，同時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持。具體做法為：在不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行較大拆卸的基礎(chǔ)上，通過(guò)測(cè)量渦輪泵的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩大小，來(lái)檢測(cè)渦輪泵的啟動(dòng)扭矩和摩擦扭矩是否在合理的范圍內(nèi)。與正常工作狀態(tài)下的數(shù)值相比，若啟動(dòng)扭矩和摩擦扭矩實(shí)際值有較大的偏差，則表明渦輪泵可能存在故障隱患，需要拆卸檢查；若數(shù)值在正常范圍內(nèi)，認(rèn)為渦輪泵狀態(tài)正常，無(wú)需拆卸檢查。

因此渦輪泵轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩的大小成為判斷渦輪泵是否存在故障的關(guān)鍵性指標(biāo)；這種通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩來(lái)判斷故障可能性的方法成為快速檢測(cè)渦輪泵狀態(tài)的一種重要手段。

目前多采用扭矩扳手來(lái)測(cè)量渦輪泵的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，其中以表盤(pán)式扭矩扳手為主。但扭矩扳手對(duì)操作要求高，可能會(huì)對(duì)扭矩測(cè)量造成干擾。因此需要能夠避免人為因素干擾、測(cè)量精度高的扭矩測(cè)量設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)扭矩扳手。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有扭矩測(cè)量裝置在測(cè)量渦輪泵轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩大小時(shí)存在的一系列問(wèn)題，本發(fā)明在充分考慮維修性能、工作環(huán)境、裝置重量及測(cè)量性能等各項(xiàng)要求的基礎(chǔ)上，提出了一種渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置。

所述的渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置包括扭矩采集模塊和單片機(jī)檢測(cè)控制模塊，扭矩采集模塊和單片機(jī)檢測(cè)控制模塊之間采用屏蔽線進(jìn)行連接。

扭矩采集模塊由扭矩傳感器、直流電機(jī)、蝸輪蝸桿減速器、光電編碼器、放大器、單向軸承和聯(lián)軸器組成。

其中，直流電機(jī)與蝸輪蝸桿減速器組成具有自鎖性的減速電機(jī)，蝸輪蝸桿減速器的一端輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器與扭矩傳感器的一端輸入軸相連，并且使用單向軸承對(duì)扭矩傳感器該端輸入軸進(jìn)行固定，通過(guò)閉環(huán)反饋控制直流電機(jī)，保證扭矩傳感器的輸入軸勻速穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)抵抗反向扭矩作用；扭矩傳感器的另一端輸入軸與渦輪泵的連接桿相連；蝸輪蝸桿減速器的另一端輸出軸與光電編碼器相連，用以測(cè)量蝸輪蝸桿減速器該端輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角信息。放大器用螺釘固定在扭矩傳感器保護(hù)殼上，接收來(lái)自扭矩傳感器的扭矩電信號(hào)，放大至適合傳輸?shù)男盘?hào)，并通過(guò)屏蔽線輸入到單片機(jī)檢測(cè)控制模塊內(nèi)，由單片機(jī)檢測(cè)控制模塊內(nèi)的元器件完成數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理；

單片機(jī)檢測(cè)控制模塊由電源、單片機(jī)控制面板、單片機(jī)、電壓轉(zhuǎn)換板、usb讀寫(xiě)板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)組成；

單片機(jī)控制面板位于控制箱的表面，控制箱內(nèi)集成安裝電源、單片機(jī)、電壓轉(zhuǎn)換板、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板和usb讀寫(xiě)板；各部分之間用導(dǎo)線相連，電源經(jīng)多路電壓轉(zhuǎn)換板，為各元器件提供不同的供電電壓；單片機(jī)通過(guò)自帶的i/o接口連接單片機(jī)控制面板，一方面單片機(jī)控制面板上的扭矩采集模塊連接端口連接放大器，當(dāng)接收到放大器的傳輸信號(hào)后，單片機(jī)進(jìn)行低通濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，通過(guò)數(shù)碼管顯示測(cè)量結(jié)果；另一方面單片機(jī)直接接收光電編碼器測(cè)量的蝸輪蝸桿減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角信息，并進(jìn)行處理產(chǎn)生控制信號(hào)傳輸?shù)诫姍C(jī)驅(qū)動(dòng)板，控制直流電機(jī)的電壓，使扭矩傳感器的輸入軸保持勻速穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)單片機(jī)處理后的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)usb讀寫(xiě)板自動(dòng)寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)中。

測(cè)量的具體步驟如下：

步驟一、打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，設(shè)置單片機(jī)控制面板的參數(shù)，并進(jìn)行扭矩零點(diǎn)標(biāo)定：

通過(guò)按鍵鍵盤(pán)設(shè)定直流電機(jī)的電壓和總?cè)?shù)；其中，總?cè)?shù)是指一次運(yùn)行過(guò)程中，直流電機(jī)帶動(dòng)渦輪泵轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)；

步驟二、通過(guò)單片機(jī)控制面板的按鍵鍵盤(pán)，啟動(dòng)扭矩測(cè)量過(guò)程；

具體為：直流電機(jī)緩慢加速，帶動(dòng)蝸輪蝸桿減速器的輸出軸緩慢運(yùn)動(dòng)，扭矩傳感器的輸入軸與渦輪泵連接桿連接，進(jìn)而渦輪泵以相同速度運(yùn)動(dòng)，當(dāng)直流電機(jī)的電壓達(dá)到設(shè)定參數(shù)時(shí)渦輪泵進(jìn)入勻速階段；

步驟三、測(cè)量過(guò)程中當(dāng)渦輪泵進(jìn)入勻速階段時(shí)，扭矩傳感器將測(cè)得的扭矩信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)進(jìn)行處理并顯示；

具體處理過(guò)程如下：

步驟301、扭矩傳感器將測(cè)得的扭矩信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；

步驟302、電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器放大后，輸入至控制箱；

步驟303、控制箱內(nèi)的單片機(jī)對(duì)電信號(hào)進(jìn)行低通濾波轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)；

單片機(jī)內(nèi)置低通濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器；

步驟304、數(shù)字信號(hào)通過(guò)數(shù)碼管a和數(shù)碼管b顯示測(cè)量結(jié)果；

步驟四、測(cè)量過(guò)程中當(dāng)渦輪泵進(jìn)入勻速階段時(shí)，光電編碼器將測(cè)得的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角反饋信號(hào)傳遞到單片機(jī)并顯示；

光電編碼器將測(cè)得的蝸輪蝸桿減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角反饋信號(hào)經(jīng)屏蔽線直接傳遞到單片機(jī)后，單片機(jī)產(chǎn)生控制信號(hào)并傳輸?shù)诫姍C(jī)驅(qū)動(dòng)板，控制直流電機(jī)的電壓，完成對(duì)直流電機(jī)轉(zhuǎn)速和扭矩的控制；同時(shí)數(shù)碼屏顯實(shí)時(shí)顯示測(cè)量扭矩和轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線動(dòng)態(tài)；

步驟五、測(cè)得的扭矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)會(huì)同步保存在通過(guò)usb端口連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)中。

步驟六、當(dāng)渦輪泵滿足旋轉(zhuǎn)圈數(shù)設(shè)定值條件時(shí)，直流電機(jī)通過(guò)蝸輪蝸桿減速器進(jìn)入減速并最終停止。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

(1)本發(fā)明一種渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置，在渦輪泵扭矩測(cè)量過(guò)程中，保證扭矩傳感器的輸入軸保持精確的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；

(2)本發(fā)明一種渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置，通過(guò)采集扭矩傳感器的扭矩測(cè)量值，利用pid(proportionintegrationdifferentiation，比例積分微分)原理控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程的柔性啟動(dòng)，捕捉啟動(dòng)峰值數(shù)據(jù)；

(3)本發(fā)明一種渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置，扭矩測(cè)量結(jié)果可實(shí)時(shí)圖表輸出顯示；

(4)本發(fā)明一種渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置，自帶電機(jī)產(chǎn)生扭矩，無(wú)需外界提供動(dòng)力；

(5)本發(fā)明一種渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置，體積小，便于攜帶。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置的組成圖；

圖2是本發(fā)明渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置的扭矩采集模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置的扭矩采集模塊結(jié)構(gòu)分解圖；

圖5是本發(fā)明渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置的單片機(jī)檢測(cè)控制模塊結(jié)構(gòu)分解圖。

圖6是本發(fā)明渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置的單片機(jī)控制面板示意圖；

圖7是本發(fā)明渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置的信號(hào)傳遞流程圖；

圖8是本發(fā)明渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置的標(biāo)定裝置的設(shè)計(jì)圖。

圖中：

1-扭矩采集模塊2-單片機(jī)檢測(cè)控制模塊3-屏蔽線

4-扭矩傳感器5-放大器6-蝸輪蝸桿減速器

7-直流電機(jī)8-光電編碼器9-聯(lián)軸器

10-單向軸承11-電源12-電壓轉(zhuǎn)換板

13-單片機(jī)14-電機(jī)驅(qū)動(dòng)板15-usb讀寫(xiě)板

16-單片機(jī)控制面板17-數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)18-電源開(kāi)關(guān)

19-按鍵鍵盤(pán)20-數(shù)碼屏顯21-數(shù)碼管a

22-數(shù)碼管b23-扭矩采集模塊連接端口24-充電接口

25-usb端口26-方形軸27-刀口a

28-力桿29-砝碼盤(pán)30-刀口b

31-定位臺(tái)

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明提出一種渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置，組成如圖1和圖2所示，包括扭矩采集模塊1、單片機(jī)檢測(cè)控制模塊2和屏蔽線3。

操作者手握扭矩采集模塊1，也稱手持端，用屏蔽線3與單片機(jī)檢測(cè)控制模塊2相連，通過(guò)操作單片機(jī)檢測(cè)控制模塊2的按鍵實(shí)現(xiàn)對(duì)扭矩測(cè)量模塊1的控制。

扭矩采集模塊1如圖3和圖4所示，包括扭矩傳感器4、放大器5、蝸輪蝸桿減速器6、直流電機(jī)7、光電編碼器8、聯(lián)軸器9和單向軸承10；

直流電機(jī)7與蝸輪蝸桿減速器6組成具有自鎖性的減速電機(jī)，蝸輪蝸桿減速器6的一端輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器9和單向軸承10連接到扭矩傳感器4的一端輸入軸；扭矩傳感器4的另一端輸入軸與渦輪泵的連接桿相連；直流電機(jī)7采用閉環(huán)控制，使扭矩傳感器4的輸入軸保持勻速穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)，并且使用單向軸承10對(duì)扭矩傳感器4的輸入軸進(jìn)行固定，實(shí)現(xiàn)對(duì)扭矩傳感器4的過(guò)載保護(hù)，保證扭矩傳感器4的輸入軸不會(huì)受到反向扭矩作用。蝸輪蝸桿減速器6的另一端輸出軸與光電編碼器8相連，用以測(cè)量蝸輪蝸桿減速器6該端輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角信息。放大器5用螺釘固定在扭矩傳感器4保護(hù)殼上，接收來(lái)自扭矩傳感器4的扭矩電信號(hào)，放大至適合傳輸?shù)男盘?hào)，并通過(guò)屏蔽線3輸入到單片機(jī)檢測(cè)控制模塊2內(nèi)，由單片機(jī)檢測(cè)控制模塊2內(nèi)的元器件完成數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理；放大器5通過(guò)扭矩采集模塊連接端口23與單片機(jī)檢測(cè)控制模塊2連接。

單片機(jī)檢測(cè)控制模塊2也稱控制箱，如圖5所示，包括電源11、電壓轉(zhuǎn)換板12、單片機(jī)13、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14、usb讀寫(xiě)板15、單片機(jī)控制面板16和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)17；

單片機(jī)控制面板16和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)17安裝在控制箱的表面；其中單片機(jī)控制面板16，如圖6所示，包括電源開(kāi)關(guān)18、按鍵鍵盤(pán)19、數(shù)碼屏顯20、數(shù)碼管a21、數(shù)碼管b22、扭矩采集模塊連接端口23、充電接口24和usb端口25。

控制箱內(nèi)部集成安裝電源11、電壓轉(zhuǎn)換板12、單片機(jī)13、電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14和usb讀寫(xiě)板15；各部分之間用導(dǎo)線相連，電源11為單片機(jī)檢測(cè)控制模塊2自帶，經(jīng)多路電壓轉(zhuǎn)換板12，為各元器件提供不同的供電電壓；單片機(jī)13通過(guò)自帶的i/o接口連接單片機(jī)控制面板16，一方面單片機(jī)控制面板16上的扭矩采集模塊連接端口23連接放大器5，當(dāng)接收到放大器5的傳輸信號(hào)后，單片機(jī)13進(jìn)行低通濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，通過(guò)數(shù)碼管顯示測(cè)量結(jié)果；另一方面單片機(jī)13直接接收光電編碼器8測(cè)量的蝸輪蝸桿減速器6輸出軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角信息，并進(jìn)行處理產(chǎn)生控制信號(hào)傳輸?shù)诫姍C(jī)驅(qū)動(dòng)板14，為直流電機(jī)7提供反饋信號(hào)，控制扭矩傳感器4的輸入軸保持勻速穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)單片機(jī)13處理后的測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)usb端口25自動(dòng)寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)17中。

本裝置在具體使用時(shí)，主要包括開(kāi)機(jī)、參數(shù)設(shè)定、零點(diǎn)標(biāo)定、扭矩測(cè)量和關(guān)機(jī)五個(gè)步驟，具體為：

第一步，開(kāi)機(jī)。在確保單片機(jī)檢測(cè)控制模塊自帶的電源電量充足且屏蔽線可靠連接的前提下，將fat32格式的移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)17插入usb端口25中，然后打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)18。

第二步，參數(shù)設(shè)定。設(shè)定的參數(shù)主要包含兩個(gè)參數(shù)，分別為“電機(jī)電壓”和“總?cè)?shù)”?！半姍C(jī)電壓”表示直流電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)運(yùn)行到穩(wěn)定狀態(tài)后直流電機(jī)的供電電壓，默認(rèn)值為10v。“總?cè)?shù)”表示一次運(yùn)行過(guò)程中，直流電機(jī)帶動(dòng)渦輪泵轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)，默認(rèn)值為5圈。

參數(shù)設(shè)定的具體過(guò)程為：首先，通過(guò)按鍵鍵盤(pán)19中的鍵上下移動(dòng)箭頭指向需要修改的參數(shù)；然后，通過(guò)數(shù)字鍵輸入需要的參數(shù)值，其中“電機(jī)電壓”取值范圍為0～12v，“總?cè)?shù)”取值范圍為1～10圈；最后，按下鍵保留修改后的新參數(shù)值。

第三步，零點(diǎn)標(biāo)定。按下按鍵鍵盤(pán)19中的鍵起動(dòng)扭矩零點(diǎn)標(biāo)定過(guò)程，數(shù)碼屏顯20將顯示“正在進(jìn)行零點(diǎn)標(biāo)定”字樣，約30s后即可完成標(biāo)定，具體以數(shù)碼屏顯20的顯示為準(zhǔn)。

第四步，扭矩測(cè)量。將本扭矩測(cè)量裝置中扭矩傳感器4的輸入軸與渦輪泵連接桿可靠連接，按下按鍵鍵盤(pán)19中的鍵啟動(dòng)扭矩測(cè)量過(guò)程。此時(shí)，直流電機(jī)7緩慢加速；當(dāng)直流電機(jī)7電壓達(dá)到設(shè)置的電極電壓值時(shí)渦輪泵進(jìn)入勻速階段；當(dāng)渦輪泵滿足旋轉(zhuǎn)圈數(shù)設(shè)定值條件時(shí)，直流電機(jī)7進(jìn)入減速并最終停止。

在此測(cè)量過(guò)程中，信號(hào)傳遞流程如圖7所示，具體說(shuō)明如下：

4-1扭矩傳感器4將測(cè)得的扭矩信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器5放大后經(jīng)屏蔽線3輸入到控制箱2內(nèi)；

4-2控制箱2內(nèi)的單片機(jī)13對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)單片機(jī)13內(nèi)置的低通濾波器去除由于傳輸過(guò)程中線路長(zhǎng)度和布置安排等原因產(chǎn)生的信號(hào)干擾，濾去高頻噪聲；同時(shí)光電編碼器8測(cè)得的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角反饋信號(hào)及控制信號(hào)經(jīng)屏蔽線3輸入到單片機(jī)3，通過(guò)單片機(jī)13的處理經(jīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板14完成對(duì)直流電機(jī)7的轉(zhuǎn)速和扭矩控制；

4-3單片機(jī)13內(nèi)置的低通濾波器處理后的模擬信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸入到單片機(jī)13內(nèi)進(jìn)行處理；

4-4處理后的數(shù)字信號(hào)分為脈動(dòng)最大值、平均值和啟動(dòng)扭矩峰值，這些測(cè)量結(jié)果通過(guò)單片機(jī)控制面板16上的數(shù)碼管a21和數(shù)碼管b22進(jìn)行顯示，同時(shí)數(shù)碼屏顯20顯示測(cè)量扭矩和轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線動(dòng)態(tài)。

4-5利用usb端口25將測(cè)得的扭矩、轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速數(shù)值輸出到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)17中，以便于數(shù)據(jù)的后續(xù)處理。

第五步，關(guān)機(jī)。測(cè)量完成后，確保扭矩測(cè)量裝置在非運(yùn)行階段，關(guān)閉裝置的電源開(kāi)關(guān)18，最后取下移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)17。

當(dāng)扭矩測(cè)量裝置啟動(dòng)后，首先緩慢增加電機(jī)的供電電壓，電機(jī)輸出力矩逐漸增大，扭矩測(cè)量值也隨之增大，當(dāng)扭矩測(cè)量值突然下降時(shí)，渦輪泵開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)通過(guò)pid控制不再增加電機(jī)的供電電壓，相反要適當(dāng)減小供電電壓，使渦輪泵保持勻速穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動(dòng)。

裝配完成之后的渦輪泵動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置可能會(huì)受到使用環(huán)境的影響，如溫度變化、相對(duì)濕度變化等；同時(shí)可能會(huì)受到安裝條件的影響，如支撐件、固定件的扭矩消耗或產(chǎn)生了附加的扭矩等；除此之外，負(fù)載的加載順序也可能會(huì)帶來(lái)影響。因此本發(fā)明設(shè)計(jì)了標(biāo)定裝置，從而對(duì)真實(shí)值與測(cè)量值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定。

標(biāo)定裝置設(shè)計(jì)圖如圖8所示，包括方形軸26、刀口a27、力桿28、砝碼盤(pán)29、刀口b30和定位臺(tái)31，其中方形軸26連接動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置。標(biāo)定裝置采用砝碼提供標(biāo)準(zhǔn)力矩，且采用刀口結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)線接觸，所以測(cè)量時(shí)的摩擦力矩幾乎為零，可認(rèn)為測(cè)量力矩與砝碼提供力矩相等。

標(biāo)定裝置需要提供一個(gè)準(zhǔn)確的已知力矩，在本發(fā)明中采用砝碼提供標(biāo)準(zhǔn)力矩。將提供給動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量裝置的標(biāo)準(zhǔn)力矩記為m測(cè)量，根據(jù)力平衡原理，可以得到：

m測(cè)量＝m砝碼-m刀口a-m刀口b

其中，m砝碼表示砝碼對(duì)方形軸26產(chǎn)生的力矩；m刀口a表示刀口a27對(duì)方形軸26產(chǎn)生的力矩；m刀口b表示刀口b30對(duì)方形軸26產(chǎn)生的力矩。

刀口a27和刀口b30有兩個(gè)作用，一是支撐力桿28，消除標(biāo)定裝置在扭矩儀上產(chǎn)生的附加彎矩和徑向力；二是盡可能地減小摩擦力，使砝碼盤(pán)29產(chǎn)生的力矩可以近似為標(biāo)準(zhǔn)力矩。定位臺(tái)31的作用是在安裝標(biāo)定裝置時(shí)，保證力桿處于水平狀態(tài)，這樣可以通過(guò)砝碼重量和力桿長(zhǎng)度計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)力矩。