【摘要】： 轉(zhuǎn)矩的測(cè)量對(duì)各種機(jī)械產(chǎn)品的研究開發(fā)、測(cè)試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、安全和優(yōu)化控制等工作有重要的意義�，F(xiàn)有的轉(zhuǎn)矩傳感器一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造安裝困難。本文介紹了一種結(jié)構(gòu)簡單,測(cè)量精度高的新型轉(zhuǎn)矩傳感器——基于FPGA和單片機(jī)的光柵轉(zhuǎn)矩傳感器。 本文主要工作包括: 1、介紹了當(dāng)前轉(zhuǎn)矩傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀,分析了各種類型轉(zhuǎn)矩傳感器的特點(diǎn)和存在的不足。 2、介紹了光柵轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理,將光柵輸出的光電信號(hào)轉(zhuǎn)換成矩形波信號(hào),通過分析旋轉(zhuǎn)軸的各種運(yùn)動(dòng)對(duì)光電輸出信號(hào)的影響,得知兩路矩形波信號(hào)的相位與扭轉(zhuǎn)角的關(guān)系,從而得到系統(tǒng)測(cè)量方案,并推導(dǎo)出具體的測(cè)量計(jì)算公式。 3、構(gòu)建了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),主要由被測(cè)量主軸、光柵對(duì)機(jī)構(gòu)、光電裝置座三個(gè)部分構(gòu)成。 4、基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)和單片機(jī),完成系統(tǒng)硬件電路及軟件設(shè)計(jì)。 5、根據(jù)動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)的時(shí)變性、隨機(jī)性、相關(guān)性和動(dòng)態(tài)性等,研究了動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。 6、對(duì)系統(tǒng)調(diào)試和實(shí)驗(yàn)。采取先對(duì)各個(gè)單元模塊獨(dú)立調(diào)試與實(shí)驗(yàn)的方法,對(duì)每個(gè)單元電路的性能進(jìn)行分析處理,然后進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試與實(shí)驗(yàn),并對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定。 7、對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析,并提出了改進(jìn)措施。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TP368.12
【圖文】：

應(yīng)變片是一種很薄的金屬片，可以粘貼在待測(cè)量物體表面上，當(dāng)物體加上負(fù)載后，就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，應(yīng)力傳遞到應(yīng)變片，應(yīng)變片的電阻發(fā)生與應(yīng)變成正比的變化。因此，物體的應(yīng)變可以通過測(cè)量應(yīng)變片的電阻來測(cè)量。圖1.1為應(yīng)變片式轉(zhuǎn)矩傳感器，在沿軸料5o方向上分別粘貼有四個(gè)應(yīng)變片，感應(yīng)軸的最大正、負(fù)應(yīng)變，將其組成全橋電路，則可輸出與轉(zhuǎn)矩成正比的電壓信號(hào)。這種接法可以消除軸向力和彎曲力的干擾。

器正是基于這一效應(yīng)而設(shè)計(jì)制造的。由材料力學(xué)可知，軸受到轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，其軸表面會(huì)產(chǎn)生最大剪應(yīng)力。圖1.2所示為受扭材料的切向和法向應(yīng)力在單元面積上的平面應(yīng)力狀態(tài)。對(duì)于受扭的軸，轉(zhuǎn)軸表面上單元平面邊緣處的法向應(yīng)力為a:口 =rsin(2尹 )(1.2)從公式可知，法向應(yīng)力的最大值將出現(xiàn)在(卯=450)時(shí)，在此種條件下:，一}一氣司=日=T/嘰(l.3)其中:T—軸所受轉(zhuǎn)矩;嘰一軸的抗扭截面模數(shù)。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 秦樹人;;觸發(fā)式相位測(cè)量[J];電子技術(shù);1982年10期

2 王明照;導(dǎo)頻制雙聲道立體聲編、解碼方法(下)[J];廣播與電視技術(shù);1983年06期

3 梁華;;立體聲的聲像擴(kuò)展技術(shù)[J];電子技術(shù);1983年08期

4 涂向陽;一種小信號(hào)微弱相位差的測(cè)量方法[J];計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò);2002年24期

5 王俐;盧亞雄;黃子強(qiáng);鄒杰宇;蔡寧;;電場(chǎng)邊緣效應(yīng)對(duì)液晶光柵特性的影響[J];液晶與顯示;2007年01期

6 李瑞;李集林;;伽利略搜救信號(hào)FOA估計(jì)算法[J];無線電工程;2007年10期

7 譚杰;尹新;謝勝曙;何怡剛;;基于小波網(wǎng)絡(luò)的模擬電路故障診斷[J];微計(jì)算機(jī)信息;2008年16期

8 張穎穎;殷澄;來建成;李振華;;樣品衰減系數(shù)對(duì)SPR相位型傳感器的影響[J];應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào);2008年05期

9 柴徐;端峰;湯子躍;;一種基于雙波段的相位差解模糊處理方法[J];空軍雷達(dá)學(xué)院學(xué)報(bào);2008年04期

10 辜捷;羅鳳武;杜曉松;;基于相位檢測(cè)的SAW傳感器變送電路設(shè)計(jì)[J];傳感器世界;2009年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 應(yīng)懷樵;張彬;趙增欣;;振動(dòng)測(cè)試儀器相位差精度的比較研究[A];第九屆全國振動(dòng)理論及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

2 郭威;趙洋;崔勝國;王曉輝;;一種水下機(jī)器人系纜長度和運(yùn)動(dòng)方向的檢測(cè)技術(shù)[A];第六屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（2）[C];2008年

3 龍建軍;吳百海;溫國成;;兩列超聲波信號(hào)相位差實(shí)時(shí)估計(jì)算法對(duì)比研究[A];第四屆全國流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

4 張泳;王秉中;;基于AMC的低RCS屏的設(shè)計(jì)與研究[A];2009年全國微波毫米波會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2009年

5 趙克明;韋銀高;;相位誤差對(duì)單脈沖天線跟蹤能力的影響[A];中國空間科學(xué)學(xué)會(huì)空間探測(cè)專業(yè)委員會(huì)第十一次學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1998年

6 王錦程;萬曼影;杜家瑞;王俊雄;;交流電功率因子測(cè)量在單片機(jī)中的實(shí)現(xiàn)[A];先進(jìn)制造技術(shù)論壇暨第二屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)交流會(huì)論文集[C];2003年

7 馬薔;王金城;孟華;;基于虛擬儀器的線性系統(tǒng)頻率響應(yīng)分析平臺(tái)[A];第三屆全國虛擬儀器大會(huì)論文集[C];2008年

8 李玉成;劉勇;陳雪峰;姜俊杰;馬寶聯(lián);;波浪作用下局部開孔沉箱內(nèi)、外滲流場(chǎng)壓力實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值計(jì)算[A];第十二屆中國海岸工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2005年

9 張鵬;李磊;楊蘇輝;趙長明;;激光二極管泵浦可調(diào)頻差雙頻固體激光器[A];2006年全國光電技術(shù)學(xué)術(shù)交流會(huì)會(huì)議文集（C 激光技術(shù)與應(yīng)用專題）[C];2006年

10 高云峰;胡華;楊曉光;;交叉口群協(xié)調(diào)控制相位差優(yōu)化模型研究[A];第二屆中國智能交通年會(huì)論文集[C];2006年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 成都 解蒙;用AT89C2051單片機(jī)制作相位差檢測(cè)器[N];電子報(bào);2005年

2 無錫機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校 甘雨;用電路仿真軟件TINA展示電工學(xué)的基本概念和原理(九)[N];電子報(bào);2007年

3 成都 英子;電子管電路基礎(chǔ)知識(shí)（十八）[N];電子報(bào);2007年

4 水共;樂豐華Mini—HiFi音箱即將發(fā)售[N];中國電子報(bào);2008年

5 余志平;抗RSV感染研究聚焦免疫應(yīng)答[N];中國醫(yī)藥報(bào);2005年

6 申安樂;SuperDRZ：實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的DWDM網(wǎng)絡(luò)[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2007年

7 王菊邋虞樂;智能天線敢不敢下傾[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2007年

8 成都 常青 供稿;2003年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽試題[N];電子報(bào);2003年

9 成都 胥紹禹;微分電路的參數(shù)設(shè)計(jì)[N];電子報(bào);2007年

10 重慶市墊江縣第一職業(yè)中學(xué) 楊清德;形象認(rèn)識(shí)“功率因數(shù)”[N];電子報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 仝猛;科氏質(zhì)量流量計(jì)理論與應(yīng)用研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2003年

2 宋現(xiàn)敏;城市交叉口信號(hào)協(xié)調(diào)控制方法研究[D];吉林大學(xué);2008年

3 劉薇;周期性擾動(dòng)對(duì)壁湍流多尺度相干結(jié)構(gòu)影響的實(shí)驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2008年

4 劉勇;波浪與Jarlan型開孔墻式防波堤的相互作用[D];大連理工大學(xué);2007年

5 趙志國;真空中強(qiáng)激光加速電子的研究[D];四川大學(xué);2007年

6 張麗娜;三維數(shù)字光彈性基本方法的研究和應(yīng)用[D];天津大學(xué);2008年

7 王亞芳;復(fù)合加載下NiTi形狀記憶合金超彈性性能研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2007年

8 陳新;高速光纖通信系統(tǒng)中色散與非線性補(bǔ)償研究[D];清華大學(xué);2008年

9 趙慶亮;基于DSP的自動(dòng)平衡控制理論與方法研究[D];北京化工大學(xué);2012年

10 汪魯才;星載合成孔徑雷達(dá)干涉成像的信息處理方法研究[D];湖南大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 周巧玲;基于FPGA和單片機(jī)的光柵轉(zhuǎn)矩傳感器的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2007年

2 徐方友;時(shí)域有限差分方法在高頻電磁波測(cè)井中的應(yīng)用[D];中國石油大學(xué);2007年

3 劉國安;通用轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2003年

4 呂云飛;相位差法超聲流量計(jì)技術(shù)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

5 劉世華;有無相位差的行星齒輪傳動(dòng)系中太陽輪振動(dòng)特性研究[D];吉林大學(xué);2006年

6 徐書雨;新型網(wǎng)絡(luò)化智能多相位交通信號(hào)機(jī)的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2005年

7 宋現(xiàn)敏;交叉口協(xié)調(diào)控制相位差優(yōu)化方法研究[D];吉林大學(xué);2005年

8 雷冬梅;光柵扭矩傳感器動(dòng)態(tài)測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與處理研究[D];重慶大學(xué);2005年

9 孫文峰;星載偽碼測(cè)距系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];浙江大學(xué);2006年

10 黃志鵬;交通流元胞自動(dòng)機(jī)模型研究與應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2722715