专利名称：用直流类电机的电动执行器的力矩测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种力矩测量装置，具体地说是一种用来测量使用直流类电机的执行 器运转时的输出力矩的电动执行机构的力矩测量装置。
背景技术：
目前在电动执行机构的力矩测量中大都是采用机械传感器形变的方法来测量输 出力矩，将机械传感器形变的量测量出并转化成输出力矩的数据。采用机械形变来测试输 出力矩的方法对机械的加工、制造、组装的要求较高，并且形变传感器在使用次数多的情况 下会出现磨损、老化，造成测量的数据偏移而不准确。发明内容
为了克服现有技术中机械传感器方式测量存在的问题，本发明的目的是提供一种 使用直流类电机的电动执行机构的力矩测量装置，该测量装置安装简单、测量方便且测量 结果准确。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种使用直流类电机的电动执行机构的力矩测量装置，其特征在于该测量装置包括 电流取样器、信号调理单元、AD采样单元和力矩计算校准单元，与直流类电机驱动器连接的 电流取样器将得到的电流信号传送给信号调理单元；AD采样单元采集信号调理单元调理 后的电流信号并将得到的数字信号由力矩计算校准单元转换成实际输出轴的力矩值。
本发明中，力矩计算校准单元中，执行器电流为M处所对应的X处的力矩计算公式 为X= (a-b)* (M-L)/(H-L)+b ；式中，执行器的额定力矩为a，在额定力矩的b处和额定力矩 处，两处进行力矩标定，标定的模数值为L和H，AD采样单元测出的执行器电流为M。
本发明采用纯电子线路和处理器计算来得出输出转动力矩，与传统的测量方法相 比，本发明安装和调试简单、测量方便且测量结果准确，保护全面。
图1是本发明的结构示意图；图2是采用本发明得出的实验数据图； 图3是本发明力矩计算部分的推导图。
具体实施方式
一种本发明所述的使用直流类电机的电动执行机构的力矩测量装置，见图1，该测 量装置包括电流取样器1、信号调理单元2、AD采样单元3和力矩计算校准单元4。电流取 样器1与直流类电机驱动器5连接，且电流取样器1依次与信号调理单元2、AD采样单元3 和力矩计算校准单元4连接。图1中6为直流类电机。信号调理单元2用于调理电流取样 器1的信号，AD采样单元3用于采集信号调理单元2的信号；AD采样单元3得到的数字信号由力矩计算校准单元4转换成实际输出轴的力矩值。
本发明的工作原理是由电流取样器1得到电流信号，由信号调理单元2将信号调 理，由AD采样单元3将信号转化为数字量，再由力矩计算校准单元4计算转换成实际输出 轴的力矩值，力矩计算校准单元4的力矩推导如示意图3，计算方法如下执行器的额定力矩为a，在额定力矩的b处和额定力矩处，两处进行力矩标定，将标定 的模数值L和H记录到力矩计算校准单元4中，在实际的力矩测量过程中，AD采样单元 3测出执行器电流为M，根据示意图3的模型，推导出M所对应的X处的力矩计算公式为 X= (a-b) * (M-L) / (H-L) +b。单元4通过此公式函数实现力矩的计算。
通过实际的试验效果，得出的实验数据见图2。数据中表明，对输出轴力矩的测量 可以达到5%以内的精度。
权利要求
1.一种使用直流类电机的电动执行机构的力矩测量装置，其特征在于该测量装置包 括电流取样器(1)、信号调理单元(2)、AD采样单元(3)和力矩计算校准单元(4)，与直流类 电机驱动器(5 )连接的电流取样器(1)将得到的电流信号传送给信号调理单元(2);AD采样 单元(3)采集信号调理单元(2)调理后的电流信号并将得到的数字信号由力矩计算校准单 元(4)转换成实际输出轴的力矩值。
2.根据权利要求1所述的使用直流类电机的电动执行机构的力矩测量装置，其特 征在于力矩计算校准单元(4)中，执行器电流为M处所对应的X处的力矩计算公式为 X= (a-b)* (M-L)/(H-L)+b ；式中，执行器的额定力矩为a，在额定力矩的b处和额定力矩处， 两处进行力矩标定，标定的模数值为L和H，AD采样单元(3)测出的执行器电流为M。
全文摘要
本发明公开了一种使用直流类电机的电动执行机构的力矩测量装置，该测量装置包括电流取样器、信号调理单元、AD采样单元和力矩计算校准单元，与直流类电机驱动器连接的电流取样器将得到的电流信号传送给信号调理单元；AD采样单元采集信号调理单元调理后的电流信号并将得到的数字信号由力矩计算校准单元转换成实际输出轴的力矩值。本发明实现简单、测量方便且测量结果准确。
文档编号G01L3/00GK102032966SQ20101053566
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者徐磊, 王威, 苟成全 申请人:南京科远自动化集团股份有限公司