专利名称：电子数显测矩扳手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测矩扳手，尤指一种利用容栅式位移传感器并具有“三杆”结构的电子数显扳手。
测矩扳手是用来测量施加在紧固件上扭矩大小的工量具。
目前常用的测矩扳手有机械式和电子式两类。机械式(指针式、表头式、限力式等)测矩扳手精度低、功能少、示值不能保持、不易识别等，使用很不方便。电子类测矩扳手目前种类不多，除利用应变式扭矩传感器制造的电子数显测矩扳手外，专利《电容式扭矩传感器》(专利号93200342.7)中，作为实施例介绍的具有“两杆”结构的电子数显测矩扳手有更多的优点。与应变式电子数显测矩扳手相比，它有体积小、耗电少、电池电压变化不影响测量精度、性能更稳定等特点。
图1是两杆式电子数显测矩扳手结构示意图。图中加力杆1上固定容栅位移传感器的发送电极4；刚性测量杆2上固定容栅位移传感器的接收电极3。这里所谓容栅式位移传感器是指一种栅形电容器式位移传感器，其发送电极由多个(
图1中画出8个)金属箔制成的极片按节距排列而成(
图1中8个极片排成一个节距)。一个节距内的每个极片上馈接1路发送信号(此处共8路发送信号，由电路6、7、8供给)。每路信号的幅度、频率相同而相位不同(此处每路发送信号的相位依次相差45°)。
接收电极也由若干金属箔极片排列而成。
上述发送电极片和接收电极片一起构成容栅式位移传感器。
在
图1所示的电子数显扳手中，选择弹性变形件作敏感元件有三种可能，即加力杆1为弹性变形件；扭转轴14为弹性变形件；加力杆1和扭转轴14同时作弹性变形件。实际上因为后一种设计时计算困难，工艺性不好，一般都不采用。
如果在加力杆1上施加扭转力P，当加力杆1为弹性变形件而扭转轴14为刚性件时，加力杆产生弯曲变形(产生挠度)；当加力杆1为刚性件而扭转轴14为弹性变形件时，加力杆绕轴心转动，产生角位移。这两种情况都使发送电极4和接收电极3产生相对位移，位移量的大小与力P在扳手头部中心产生的力矩M成正比。
接收电极3上的信号是由8路发送信号在其上共同感应而成的综合信号，综合信号的相位与发送电极和接收电极之间的相对位移量成正比，也就是与上述力矩M的大小成正比。接收信号经耦合电极5送到电路9、10、11、12、13进行变换和处理，并以力矩单位在液晶屏上显示M值。
两杆式电子数显测矩扳手的缺点在于容栅位移传感器的一个电极(
图1中是发送电极)固定在加力杆1上，即加力杆兼作测量杆。因为在扳手的各部件中，“刚性”是相对的，在力和力矩的作用下都会产生一定的变形量。这样，当加力杆1为弹性变形件时，扭转轴14刚度不够产生的变形影响测量结果。同样扭转轴14为弹性变形件时，加力杆1刚度不够产生的变形也影响测量结果。因此，使确定弹性变形件的各种参数和调试扳手的工作特性复杂化。
本实用新型的目的是提供一种设计计算简便、易于调试、测量精度高的“三杆”式电子数显测矩扳手。
本实用新型的目的是这样实现的增设一个测量杆，使加力杆与测量杆分开，加力杆的弯曲变形(挠度)不包含在发送电极和接收电极的相对位移中，即不影响测量结果。因此，在设计中只计算扭转轴14的变形量及其线性度对测量精度的影响即可。
本实用新型提供的电子数显测矩扳手设计计算简便，易于调试，测量精度高，使用方便。
图1 是两杆式电子数显测矩扳手的结构示意图。
图2 是本实用新型结构示意图。
下面对照附图进一步阐述本实用新型。
如图2所示，本实用新型是三杆式(加力杆1、测量杆2和测量杆15)电子数显测矩扳手，其测量原理与上述两杆式电子数显测矩扳手完全相同。其结构特点是扭转轴14为弹性变形件，加力杆1为刚性件(刚度不必很高)且不再兼作测量杆。测量杆2和测量杆15的一端分别与容栅位移传感器的发送电极和接收电极刚性连接，另一端分别与弹性扭转轴14的两端刚性连接。与两根测量杆一端相连接的容栅位移传感器的电极，既可以是线位移传感器的发送电极和接收电极，也可以是角位移传感器的发送电极和接收电极。如图2所示。这样，当加力杆1上施加扭转力P时，扭转轴14相应地产生角变形，测量杆2和15产生角位移。和上述两杆式电子数显测矩扳手一样，容栅位移传感器把此角位移变换成电信号，经各电路变换处理，最后将M值以力矩单位N.m或kgf.m显示在液晶屏上。
本实用新型的加力杆与测量杆分离，所以加力杆的刚度要求不必很高，因其弯曲变形不再引入测量结果，即加力杆的变形不影响测量杆2和15的相对位移量。这不仅使设计扭转轴14和加力杆1相对简单，更使调整扳手的特性曲线的斜率和保证测量精度更容易。
权利要求1.一种电子数显测矩扳手，由弹性扭转轴、加力杆、两根测量杆以及容栅位移传感器、集成电路、显示屏构成，其中两测量杆的一端分别装有容栅位移传感器的发送电极和接收电极，其特征在于加力杆与测量杆分开，两测量杆的一端分别与容栅位移传感器的发送电极和接收电极刚性连接，另一端分别与弹性扭转轴的两端刚性连接。
2.由权利要求1所述的电子数显测矩扳手，其特征在于与两根测量杆一端相连接的容栅位移传感器的电极，既可以是容栅式线位移传感器的发送电极和接收电极，也可以是容栅式角位移传感器的发送电极和接收电极。
专利摘要本实用新型为电子数显测矩扳手，提供了一种新型结构，它由扭转轴14、双测量杆2和15、容栅位移传感器和加力杆1等部分组成。其特点在于加力杆1与装有容栅位移传感器发送电极和接收电极的两测量杆2、15分开，当在加力杆1上施加力P时，加力杆的弯曲变形不影响两测量杆的相对位移量，因而不影响测量结果和精度。
文档编号B25B23/14GK2210069SQ9421137
公开日1995年10月18日 申请日期1994年5月24日 优先权日1994年5月24日
发明者石玉良, 罗亚川, 马礼耀, 郭霄峰 申请人:北京峰光科技开发公司