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《重庆大学》 2009年
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环型空间阵列扭矩传感器测量系统的研究

巴军  
【摘要】: 扭矩是最能反映机械传动系统动态性能的典型机械量之一。通过对扭矩的分析,可提取有效反映机械传动系统动态特性的转角、振角、角加速度等主要特征参量。为此,扭矩测量对传动轴载荷的确定和控制,对传动系统各工作部件的强度设计和原动机容量的选择都有着重要的指导意义,是目前国内外学者关注的研究热点之一。 论文首先针对目前国内外对强冲击、高温、腐蚀、强振动等极端恶劣环境下机械传动系统的扭矩测量仍无有效检测方法的现状,在重庆市科委自然科学基金计划资助项目(项目编号:CSTC,2007BB3201)“极端环境下机械传动系统动态特性研究”的资助下,提出一种基于球对称特性和交流电磁感应原理的扭矩测量方法,采用环型空间阵列和磁电式检测器组成新型的非接触式扭矩传感器,并利用虚拟仪器软件LabVIEW建立同频正弦信号相位差测量系统,以实现极端环境下机械传动系统扭矩的在线动态测量。 其次重点研究了球对称特性以及由磁性小球组成的环型空间阵列对电磁感应现象的影响,及在机械转轴工作过程中磁电式检测器采集线圈感应电压的变化规律;研究检测器中采集线圈的排列方式,把感应电压转换成便于相位差测量的调相信号,建立环型空间阵列传感器测量原理的数学模型;利用ANSYS有限元分析软件对环型空间阵列传感器进行实体建模和电磁分析,对其工作机理进行动态模拟,并通过具体实验来验证其理论模型的可行性和正确性。 最后在实验研究的基础上进行了深入分析,分析和实验结果表明,由磁性小球组成的环型空间阵列作为电感线圈中的磁介质,其磁导率呈周期性变化,在机械传动系统的工作过程中,磁导率的变化会引起检测器中采集线圈感应电压幅值的周期性变化,从而把环形位移信息转换为变化的电信号。通过在一个球距内设计四个采集线圈,利用差分混合与滤波整合的方法把四个采集线圈中感应电压的调幅信号转换为相对于激励信号的调相信号,通过相位差测量系统得到转轴在扭矩作用下的扭转角,从而实现扭矩的非接触式动态测量。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP274

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【引证文献】
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1 刘汝斌;程武山;;扭矩传感器在步进电机控制系统中的应用[J];仪表技术与传感器;2012年07期
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1 张之泰;装甲车辆动态扭矩遥感测试技术研究[D];中北大学;2011年
2 熊欢;环形球栅扭矩传感器的数据采集系统设计与研究[D];重庆大学;2011年
【参考文献】
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1 万德安,章阳宁;一种新型扭矩传感器的研制[J];传感器技术;2003年11期
2 文西芹,张永忠,宁晓明;逆磁致伸缩效应扭矩传感器的历史、现状、趋势[J];传感器世界;2002年02期
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【共引文献】
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3 石延平;臧勇;崔伯第;;基于纳米晶软磁合金的磁弹性扭矩传感器的研究[J];传感技术学报;2011年08期
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5 沈辉;吉爱红;颜化冰;黄卫清;戴振东;;一种二维力/扭矩传感器的设计[J];传感器与微系统;2006年01期
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10 聂丽华;吕日新;冯辉荣;何海斌;张福娣;;压电石英晶体生物传感器技术要点及展望[J];传感器世界;2006年10期
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1 张国忠;周勇;姚兴林;卢元爽;李兆东;李怡;;现代扭矩测试技术及其在农业机械中的应用发展趋势[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
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1 薛冬新;激光扭矩测量中散斑统计学理论及试验研究[D];大连理工大学;2011年
2 雷声;基于声表面波及微纳技术的高性能湿敏传感器研究[D];浙江大学;2011年
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5 李一博;磁致伸缩多参数罐储自动计量系统关键技术研究[D];天津大学;2004年
6 韩丽丽;三向压电钻削测力仪的设计及扭矩加载器的研制[D];大连理工大学;2006年
7 杨伟;时栅的波动方程分析与行波形成新方法的研究与实验[D];重庆大学;2006年
8 赵士刚;基于多芯结构的光纤传感器研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
9 纪华伟;压电陶瓷驱动的微位移工作台建模与控制技术研究[D];浙江大学;2006年
10 袁传义;半主动悬架与电动助力转向系统自适应模糊集成控制及其优化设计[D];江苏大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚兴林;基于虚拟仪器的螺旋型旋耕埋草刀辊转矩测试系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 亓瑞磊;感生各向异性对TbDyFe取向晶体压磁效应作用研究[D];浙江大学;2011年
3 杨洋;基于磁测量的应力检测技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
4 马葳;汽车电动助力转向系统控制策略及试验研究[D];武汉理工大学;2011年
5 袁磊;基于光纤光栅传感的机械振动检测与实验研究[D];武汉理工大学;2011年
6 欧阳俊;大型数显气动扭矩扳手的研制[D];西华大学;2011年
7 张之泰;装甲车辆动态扭矩遥感测试技术研究[D];中北大学;2011年
8 张家超;驾驶模拟器数据采集系统硬件电路设计[D];山东理工大学;2011年
9 张春虎;汽车电动助力转向系统研究及设计[D];长安大学;2011年
10 李武波;电动助力转向系统的控制及试验研究[D];华南理工大学;2011年
【同被引文献】
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1 林洪桦,仲琇;动态测试数据自动处理方法[J];北京理工大学学报;1995年01期
2 金贺荣;郑德忠;何群;;基于虚拟仪器的翻车机传动系统扭矩测试算法研究[J];传感技术学报;2007年03期
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4 晏红;电阻应变计在扭矩测量中的应用[J];传感器技术;2003年05期
5 万德安,章阳宁;一种新型扭矩传感器的研制[J];传感器技术;2003年11期
6 文西芹,张永忠,宁晓明;逆磁致伸缩效应扭矩传感器的历史、现状、趋势[J];传感器世界;2002年02期
7 段国芳,苗岩松;国内外扭矩测试方法综述[J];测试技术学报;1997年04期
8 孙运强,祖静;车辆旋转部件扭矩实时监测方法研究[J];测试技术学报;2001年01期
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10 任美辉,孔祥军,梁原华;自调节精密90°移相器[J];电测与仪表;2004年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武延鹏;磁弹性霍尔扭矩测量系统的研究与应用[D];大连理工大学;2000年
2 毛顿;LabVIEW测控系统的网络访问技术研究[D];武汉理工大学;2002年
3 丁玉栋;动态数据采集及处理系统[D];重庆大学;2002年
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5 杨海马;基于能量和信号无线传输轧钢机接轴扭矩传感器的研究[D];燕山大学;2004年
6 赵惠德;基于LabVIEW的氧化镁晶体冶炼监控系统[D];大连理工大学;2004年
7 李光提;虚拟仪器在QCS003型液压实验台上的开发及应用[D];山东农业大学;2004年
8 李娟;电驱动钻机扭矩测量及其蕴涵工程信息分析[D];西南石油学院;2004年
9 李福玲;基于虚拟仪器技术的特种加工测试系统[D];南京理工大学;2004年
10 丁永红;近距离无线遥测技术研究[D];中北大学;2005年
【二级引证文献】
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1 周倩;光电式扭矩测量系统的研究与分析[D];燕山大学;2012年
【二级参考文献】
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1 石延平,张永忠,文西芹;差动式逆磁致伸缩应力传感器的设计[J];传感器技术;2003年01期
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5 董全林,高海宾,刘彬;利用弧形光栅尺测量大型转轴扭矩的原理研究[J];光学技术;2003年02期
6 夏栋,花怀海;MAX7000系列可编程器件应用技巧[J];工业控制计算机;2004年05期
7 喻洪麟,何安国,龙振宇,王世隆,何小柏;一种新的扭矩测量原理[J];光子学报;1997年09期
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9 欧扬,张纪龙;扭矩测试的发展动态和发展方向[J];华北工学院学报;1996年01期
10 赵维谦 ,谭久彬,房成林 ,何葳;弹挠性零件刚度系数测量方法[J];航天工艺;2001年01期
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7 周继勇;古军;李祖裕;;网络化虚拟仪器的设计与实现[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
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1 小方;始终站在虚拟仪器科研领域最前沿[N];中国信息报;2010年
2 ;虚拟仪器[N];中国电力报;2001年
3 苏月琼;虚拟仪器将大行其道[N];中国电子报;2000年
4 北京 蔡德聪 孙宇瑞;浅话虚拟仪器[N];电子报;2001年
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7 苏月琼;虚拟仪器渐成气候[N];中国电子报;2001年
8 重庆 肖庆涛;让电脑变成一台虚拟仪器[N];电脑报;2002年
9 广东 王一;一款新颖的虚拟仪器——FlashDSO Ⅱ(下)[N];电子报;2003年
10 王希财 邓国红;重庆一重大原创科研成果实现产业化[N];经理日报;2008年
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1 巴军;环型空间阵列扭矩传感器测量系统的研究[D];重庆大学;2009年
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