專利名稱：準確檢測游絲力矩和線性度的測量頭的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于檢測各類轉速儀表中游絲力矩大小和其線性度的檢測試驗裝置。
背景技術：
游絲是電工儀表中扭轉一定角度，產生一反作用力矩，使可動系統(tǒng)恢復到零位，將電量轉換為指針偏轉的元件。同時在某些儀表中，游絲還有將電量導入測量系統(tǒng)的作用。在機械儀表中，游絲除產生平衡力矩外，還可以消除傳動間隙，提高儀表的靈敏度，使零件間有固定的傳動聯系。目前，用于測試各類轉速儀表游絲力矩線性的游絲力矩測量的儀器很少，用得較多的是上海某研究所生產的光點式多量程游絲力矩儀。儀器的主要部分是測量頭，它是根據動圈式游絲支承儀表的原理而設計的。該測量頭主要由測量軸、可測量軸偏轉的偏轉調節(jié)旋鈕，磁芯、盤上有刻度數的分度盤和被兩根鉬銀合金懸掛在永久磁鐵中的動圈和反射鏡組成。分度盤有一個用來固定游絲外框夾頭的“T”型槽和可自由轉動并帶有道軌的游標。 測量頭的工作光束射至反射鏡再折射至指示尺上，即有清晰的光標出現。該光點式游絲力矩儀雖然相對于光電式讀數簡便，但在測量時，首先需要預熱數分鐘；裝載游絲要調節(jié)多個夾框來固定調零位；測量某個偏轉角度的力矩時，需要調節(jié)多個旋鈕，還要選擇不同的測量檔位。操作比較復雜。由于操作環(huán)節(jié)的復雜性，對游絲力矩的測量也只能采取抽樣檢測，這樣就很難保證每個游絲質量的合格率，甚至會因各類轉速儀表中游絲性能差，而導致產品的報廢。裝夾游絲時，各個旋鈕的調節(jié)不同對光路的反射影響較大，不同操作人員的調節(jié)不同，所測量的結果也不同，這使得同一游絲的多次裝夾測量的值差異較大，重復性較差。其次是設備的機械結構的局限性，易導致游絲測量的偏轉角度較小，一般在90°左右，使其很難準確反映整個游絲的線性關系和對游絲力矩的精確測量。再其次是要對游絲進行焊連接的牢固固定，但是這樣做就會破壞游絲，影響游絲的再次使用。
發(fā)明內容本實用新型目的在于提供一種操作簡便、顯示直觀、重復性好，測試精度高，能實現大范圍偏轉角度測量，能準確反映游絲力矩線性關系的檢測裝置，用以解決各類轉速儀表中因游絲性能差而導致產品報廢的情況。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是一種準確檢測游絲力矩和線性度的測量頭，包括一個同軸連接電機主軸的轉角指示器和固聯在轉角指示器的游絲夾具， 以及產生磁力矩的電磁轉換部件和用于顯示測量值的顯示器，其特征在于，連接電磁轉換部件中心轉子上的伺服電機，加載有測量轉速的編碼器和調節(jié)轉速的多圈電位器，在指針軸的自由端連接有一便于被測游絲裝卸的指針襯套。本實用新型相比于現有技術具有如下有益效果。操作簡便、顯示直觀。本實用新型利用力矩平衡原理把游絲的微小力矩轉換為一個容易測量的物理量，將原來的電流反映游絲力矩大小變?yōu)檗D速反映游絲力矩大小，只需通過多圈電位器改變電機的轉速，無須轉檔，就能實現大范圍偏轉角度的測量，使測量更準確，操作更簡便。通過力矩轉換機構和顯示儀表很容易地觀察游絲的力矩大小和整個游絲線性度。重復性好，測試精度高，能準確反映游絲力矩線性關系。本實用新型通過取消左右兩個固定旋鈕，新增帶有臺階薄片線卡夾頭的游絲夾具調整，可實現對多規(guī)格的游絲裝夾。 并在相同機構下就能找到電機轉速-游絲力矩大小的關系。且不會因操作者的不同而出現不同的力矩大小，因此具有良好的可重復性和較高的測試精度。利用電磁感應力矩與游絲力矩的平衡，改變原有的調零機構，通過指針和刻度盤就很容易讀出游絲偏轉角度。只需一次標定就能找出電機轉速一偏轉角度的關系和偏轉角度-游絲力矩的關系。解決了現有技術很難精確測量游絲力矩的問題。
以下結合附圖和實施例進一步說明本實用新型，但并不因此將本實用新型限制在所述的實施例范圍之中。

圖1是本實用新型檢測游絲力矩和線性度裝置的測量頭構造示意圖。圖2是圖1中指針襯套與游絲組件的裝配關系示意圖。圖3是圖1中游絲夾具結構示意。圖4是本實用新型標件的系統(tǒng)標定狀態(tài)示意圖。圖5是本實用新型的結構原理示意圖。圖中1伺服電機，2機殼，3轉動軸，4電磁感應部件，5刻度盤，6指針，7指針襯套， 8指針軸，9螺釘，10游絲支架，11定位螺釘，12游絲固定片夾頭，13緊固螺釘，14游絲組件， 15細線，16重物G。
具體實施方式
在圖1中，裝配伺服電機1的機殼2有一個裝配測量頭的臺階孔端蓋。用于顯示偏轉角度的轉角指示器裝配在上述臺階孔端蓋的孔中。轉角指示器由刻度盤5和指針6組成。轉角指示器通過指針軸8與電磁感應部件4相連。指針6通過刻度盤5的中心孔固聯于指針軸8，并反映被測游絲的偏轉角度。在指針軸8上連接有一便于被測游絲裝卸的指針襯套7。圖2所示的指針襯套7 帶有臺階軸孔，制有裝配指針軸8的盲孔。游絲組件14套裝在針襯套7上端的連接柱上。 游絲組件14和指針襯套7之間采用常規(guī)游絲連接方式。指針襯套7和指針軸8之間利用錯位填補的方式連接，使得指針襯套7和指針軸8能牢牢連接在一起，這樣做的另一個好處是方便游絲裝卸。這樣就可以通過指針襯套7連接游絲組件14和指針軸8，完成力矩的傳遞。指針軸8同軸連接自帶編碼器的電機主軸3。伺服電機驅動器的U、V、W輸出端分別相連于伺服電機的U、v、w輸入端。伺服電機驅動器的輸入端連接啟動控制鍵以及LED接口電路與變頻電路(圖中未示出)。連接電磁轉換部件4中心轉子上的伺服電機1，產生磁力矩并帶動指針軸8，聯動指針6發(fā)生偏轉。平衡伺服電機1力矩的電磁感應部件4，由同軸裝配于指針軸8的電磁感應片和磁鐵轉子組件組成。多圈電位器裝在電磁轉換部件4的中心轉子上，并電連接機殼2操作面板上設置的開關、控制鍵和LED接口電路。電機主軸3 帶動電磁感應部件4工作，調節(jié)多圈電位器，改變電機的轉速，就能實現大范圍偏轉角度的測量。當伺服電機1增加速度時，電磁感應部件4產生磁力矩，并帶動指針軸8上的指針6 發(fā)生偏轉。參閱圖3，如圖3所示的游絲夾具由游絲支架10和游絲固定片夾頭12組成，并固定在圓形刻度盤5上。指針6由游絲固定片夾頭12固定在指針軸8的軸端。游絲固定片夾頭12是一個薄片線卡。游絲固定片夾頭12的滑槽內設置有定位的螺釘9。游絲夾具包括，一個直角游絲支架10，游絲固定片12通過定位螺釘11垂直固定在游絲支架10的一個直角邊，并且可以做豎直方向的上下運動，可以針對游絲的裝夾高度進行適當的調節(jié)。游絲固定片12上開有水平通槽，其上制有固定游絲薄片線卡的緊固孔，緊固螺釘13通過緊固孔可以將游絲組件固定在固定片12的水平通槽上，使游絲組件保持水平。參閱圖4。系統(tǒng)標定由圖4所示狀態(tài)完成，通過重物G16、襯套7、指針6以及刻度盤5完成一次系統(tǒng)標定。重物G16通過纏繞在襯套7的細線15連接。游絲力矩大小可以通過下述計算公式獲得。游絲力矩T = FXS = mgX S，式中m是重物G的質量，g是重力加速度=9. 8m/s2，s是力臂。參閱圖5。整個系統(tǒng)裝置包括，加載有測量轉速的編碼器的伺服電機系統(tǒng)、調節(jié)伺服電機速度頻率的多圈電位器，連接電機主軸的游絲組件，臺達A系列控制驅動器，將轉換電機轉速轉換為磁力矩的電磁感應部件，五位LED數字顯示模塊組成的轉速顯示器，用于固定游絲的游絲夾具組成。啟動系統(tǒng)后，調節(jié)頻率控制鍵改變電機轉速同時返回速度值，通過電機帶動電磁轉換部件，產生用于平衡游絲力矩的磁力矩，通過偏轉指示器上顯示的游絲偏轉角度，對相關數據進行比較，即可得出游絲力矩性能參數。
權利要求1.一種準確檢測游絲力矩和線性度的測量頭，包括一個同軸連接電機主軸(3)的轉角指示器和固聯在轉角指示器的游絲夾具，以及產生磁力矩的電磁轉換部件和用于顯示測量值的顯示器，其特征在于，連接電磁轉換部件中心轉子上的伺服電機，加載有測量轉速的編碼器和調節(jié)轉速的多圈電位器，在指針軸(8)的自由端連接有一便于被測游絲裝卸的指針襯套(7)。
2.根據權利要求1所述的準確檢測游絲力矩和線性度的測量頭，其特征在于，所述的指針襯套(7)帶有臺階軸孔，并制有裝配指針軸(8)的盲孔，游絲組件(14)套裝在指針襯套(7)上端的連接柱上。
3.根據權利要求1所述的準確檢測游絲力矩和線性度的測量頭，其特征在于，所述的伺服電機裝在電磁轉換部件⑷的中心轉子上，并電連接機殼⑵操作面板上設置的開關、 控制鍵和LED接口電路。
4.根據權利要求1所述的準確檢測游絲力矩和線性度的測量頭，其特征在于，所述的游絲夾具具有一個直角游絲支架(10)，游絲固定片(1 通過定位螺釘(11)垂直固定在游絲支架(10)的一個直角邊。
5.根據權利要求4所述的準確檢測游絲力矩和線性度的測量頭，其特征在于，所述的游絲固定片(1 上開有水平通槽，其上制有固定游絲薄片線卡的緊固孔，緊固螺釘(13)通過緊固孔可以將游絲組件固定在固定片(1 的水平通槽上，使游絲組件保持水平。
專利摘要本實用新型公開的一種準確檢測游絲力矩和線性度的測量頭，旨在提供一種操作簡便、顯示直觀、重復性好，能實現大范圍偏轉角度測量，能準確反映游絲力矩線性關系的檢測裝置，用以解決各類轉速儀表中因游絲性能差而導致產品報廢的情況。它包括一個同軸連接電機主軸的轉角指示器和固聯在轉角指示器的游絲夾具，以及產生磁力矩的電磁轉換部件和用于顯示測量值的顯示器。連接電磁轉換部件中心轉子上的伺服電機，加載有測量轉速的編碼器和調節(jié)轉速的多圈電位器，在指針軸的自由端連接有一便于被測游絲裝卸的指針襯套。本實用新型利用力矩平衡原理把游絲的微小力矩轉換為容易測量的物理量，通過顯示儀表很易觀察游絲力矩的線性度，測量出游絲力矩的大小。
文檔編號G01L3/10GK201993191SQ201120032579
公開日2011年9月28日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權日2011年1月25日
發(fā)明者廖雄彬, 蔣兵 申請人:四川新川航空儀器有限責任公司