专利名称：发动机转轴扭矩测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置，具体涉及到发动机转动轴扭矩的测量装置。
背景技术：
传统的相位差式扭矩装置是由一根带有齿轮对的弹性测扭轴，一对磁电式检测器和信号处理器组成。两个磁电式检测器分别安装在齿轮对上，弹性测扭轴旋转时，齿轮对切割磁力线，在磁电检测器线圈中感应出正弦交流电信号。而当弹性测扭轴受扭时，两端磁电检测器线圈中感应出的正弦交流电信号之间就会产生相位差，此相位差的大小正比于弹性测扭轴上所受的扭矩的大小。磁电检测器输出的信号经信号处理器处理，计算出扭矩的大小。这种相位差式扭矩测量装置结构复杂，安装要求高(尤其在高转速状态下)，操作不方便，抗干扰能力差，测量精度低。
发明内容
本发明的目的在于克服上述装置所不足，提供一种结构简单，操作方便，抗干扰能力强，测量精确的发动机转动轴扭矩测量装置。
本发明的发动机转轴扭矩测量装置，在发动机壳体内固接有发动机扭矩输出轴，励磁齿轮，扭矩传感器和信号处理器，其特征是所述的发动机扭矩输出轴为空心轴，空心轴内套接有一基准轴，扭矩输出轴和基准轴的一端用固定销连成一体，扭矩输出轴和基准轴的另一端各连接有扭矩输出轴励磁齿轮、基准轴励磁齿轮，扭矩输出轴励磁齿轮和基准轴励磁齿轮的轮齿相交；励磁齿轮的上方设有扭矩传感器，扭矩传感器和信号处理器之间由电连接器连接；所述的信号处理器由同步检测电路，同步闸门电路，高频时标电路，可编程集成电路连接组成。
为了更好地实现上述发明，所述的扭矩输出轴的扭矩公式为M＝Kδθ其中M—扭矩输出轴输出扭矩(牛·米)K—弹性装置表常数(牛·米/度)δθ—扭矩输出轴励磁齿轮轮齿和基准轴励磁齿轮轮齿产生的扭角这样对扭矩值的测量就转变成对扭矩输出轴励磁齿轮轮齿和基准轴励磁齿轮轮齿角度δθ的测量。
扭矩输出轴旋转时，扭矩传感器将探测到的扭矩输出轴励磁齿轮与基准轴励磁齿轮轮齿之间产生的相对扭角变化的频率和相位信息的电信号，输入到信号处理器内，信号处理器通过同步检测电路，同步闸门电路，高频时标电路，可编程集成电路处理后将电信号转换为发动机扭矩输出轴扭矩值并在显示器上显示出来。
本发明与现有相位差式扭矩装置相比的优点是本发明的测量装置的结构简单、安装方便，同时减少了传感器的数量，降低了成本，抗干扰能力强，测量精度高。
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明图1中励磁齿轮无扭矩时的状态图。
图3为本发明信号处理器5的电路原理图。
图中1.扭矩传感器，2.电连接器，3.扭矩输出轴励磁齿轮，4.基准轴励磁齿轮，5.信号处理器，6.基准轴，7.扭矩输出轴，8.固定销，9.壳体，10.同步检测电路，11.同步闸门电路，12.高频时标电路，13.可编程集成电路，14.显示器。
具体实施例方式
由图1、2、3可知，扭矩传感器1，发动机扭矩输出轴7固定在发动机壳体9内，扭矩输出轴励磁齿轮3、基准轴励磁齿轮4分别固定在扭矩输出轴7和基准轴6上，扭矩输出轴7为空心轴，空心轴内套接有一基准轴6，扭矩输出轴7和基准轴6的一端用固定销8连接为一体，另一端连接有扭矩输出轴励磁齿轮3、基准轴励磁齿轮4，扭矩输出轴励磁齿轮3和基准轴励磁齿轮4上各设有四个轮齿，两励磁齿轮的轮齿相交成45°，扭矩传感器1置于励磁齿轮的上方，扭矩传感器1和信号处理器5之间由电连接器2连接；信号处理器5内包含有同步检测电路10，同步闸门电路11，高频时标电路12，可编程集成电路13，并由电线连接组成。
由于扭矩输出轴7是由弹性材料制成的，当扭矩输出轴7受扭变形后，扭矩输出轴励磁齿轮3的轮齿相对于基准轴励磁齿轮4的轮齿产生一相对扭角，其公式M＝Kδθ
其中、M——扭矩输出轴扭矩(牛·米)K——弹性装置表常数(牛·米/度)δθ——扭矩输出轴励磁齿轮轮齿和基准轴励磁齿轮轮齿产生的扭角当发动机扭矩输出轴7和基准轴6旋转时，扭矩输出轴励磁齿轮3在无负荷的情况下，每转一周扭矩传感器1将感受8个近似正弦波，每个电周期对应45°的机械角。扭矩输出轴7受扭时(有负荷)，扭矩输出轴励磁齿轮3与基准轴励磁齿轮4之间的相位发生变化，扭矩传感器1检测扭矩输出轴励磁齿轮3的轮齿与基准轴励磁齿轮4的轮齿之间的扭角δθ信息和频率信息，并将该信息输送到信号处理器5，信号处理器5通过同步检测电路10，同步闸门电路11，高频时标电路12，可编程集成电路13处理后，将电信号转换为发动机扭矩输出轴扭矩值并在显示器14上显示出来。
权利要求
1.一种发动机转轴扭矩测量装置，在发动机壳体(9)内固接有发动机扭矩输出轴(7)，励磁齿轮，扭矩传感器(1)和信号处理器(5)，其特征在于A、所述的发动机扭矩输出轴(7)为空心轴，空心轴内套接有一基准轴(6)，扭矩输出轴(7)和基准轴(6)的一端用固定销(8)连成一体，扭矩输出轴(7)和基准轴(6)的另一端各连接有扭矩输出轴励磁齿轮(3)、基准轴励磁齿轮(4)，扭矩输出轴励磁齿轮(3)和基准轴励磁齿轮(4)的轮齿相交；B、励磁齿轮的上方设有扭矩传感器(1)，扭矩传感器(1)和信号处理器(5)之间由电连接器(2)连接；C、所述的信号处理器(5)由同步检测电路(10)，同步闸门电路(11)，高频时标电路(12)，可编程集成电路(13)连接组成。
2.根据权利要求1所述发动机转轴扭矩测量装置，其特征在于所述的扭矩输出轴(7)的扭矩公式为M＝Kδθ其中M-扭矩输出轴输出扭矩(牛·米)K-弹性仪表常数(牛·米/度)δθ-扭矩输出轴励磁齿轮轮齿和基准轴励磁齿轮轮齿产生的扭角。
全文摘要
本发明的发动机转轴扭矩的测量装置是在发动机壳体内固接有发动机扭矩输出轴，励磁齿轮，扭矩传感器和信号处理器，其发动机扭矩输出轴为空心轴，空心轴内套接有一基准轴，扭矩输出轴和基准轴的一端用固定销连成一体，另一端连接有扭矩输出轴励磁齿轮、基准轴励磁齿轮，两励磁齿轮的轮齿相交；励磁齿轮的上方设有扭矩传感器和信号处理器。本发明的测量装置结构简单、安装方便，同时减少了传感器的数量，降低了成本，抗干扰能力强，测量精度高。
文档编号G01L3/16GK101046428SQ20071003486
公开日2007年10月3日 申请日期2007年4月30日 优先权日2007年4月30日
发明者张跃明, 张俊, 颜梁, 吴建芳, 莫崇芳, 易丽娟, 刘毅忠 申请人:中国航空动力机械研究所