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1、嘉兴南洋职业技术学院毕业设计（论文）嘉 兴 南 洋 职 业 技 术 学 院毕 业 论 文（设 计） 论文题目 调整扭矩测试系统设计 系 部 机械系 学生姓名 郑紫洪 专业名称 机械制造与自动化 班级/学号 06314/ 指导教师 杨际胜 嘉兴南洋职业技术学院教务处印制嘉兴南洋职业技术学院毕业设计（论文）调整扭矩测试系统设计【 摘 要 】 扭矩测量技术是综合应用机械、电子、物理、计算机等多方面知识的一门学科。扭矩测量仪的研制和生产情况，代表一个国家的基础工业和现代科学研究的水平。现在使用最为普遍的是电阻应变式扭矩仪和磁电式扭矩仪。磁电式扭矩仪使用时，必须断开轴系，使传感器介入整个传动系统中，作为
2、整个轴系的一个部分。另外扭矩仪的传感器的安装必须严格对中，使轴系的中心和传感器弹性轴中心线重合，否则将使传感器弹性轴发生弯曲，产生附加误差。这些都给实际工况测量扭矩带来很大不便，所以我们选择了在 labview 下的测试平台,该平台采用了虚拟仪器的思想，实现了对扭矩传感器实验平台的测试，缩短了开发周期。该系统实现了对信号的采集与分析。【 关键词】 LabVIEW 扭矩测量 传感器 信号采集 信号分析嘉兴南洋职业技术学院毕业设计（论文）目 录前 言 .11 扭矩测量仪的认识 .21.1 扭矩测量仪的概念 .21.2 扭矩测量技术的发展方向 .21.3 国内外扭矩测量仪的现况简介 .31.3.1
3、国外扭矩测量仪现状.31.3.2 国内扭矩测量仪的发展.42 调整扭矩测试系统的总体方案设计 .52.1 总体方案设计 .52.2 电机转矩和转速的测量方法 .62.2.1 电机转矩的测量方法.62.2.2 转速测量原理.72.3 测试系统所选用的仪器选择 .72.3.1 扭矩传感器的选择.72.3.2 电机的选择.93 扭矩测量试验台硬件设计 .93.1 试验台的硬件组成 .103.2 系统结构 .113.3 主控制器单元 .113.4 电机控制单元 .123.5 传感器模块单元 .133.6 数据采集 .143.7 测试系统编程软件的选用 .164 试验台测试软件设计 .164.1 软件设
4、计的构思 .164.2 软件设计语言的选择 .174.3 软件功能结构设计 .18嘉兴南洋职业技术学院毕业设计（论文）4.3.1 数据采集模块.184.3.2 参数测量模块.204.3.3 参数打印.224.3.4 参数保存及读取.255 检测结果的分析 .265.1 波形显示调试 .265.2 数据处理调试 .276 总 结 .28致 谢 .29参 考 文 献 .30嘉兴南洋职业技术学院毕业设计（论文）1前 言汽车是现代社会的标志之一，是现代人生活中的一部分，给人们带来极大方便的同时，交通事故也造成大量的人员伤亡和财产损失。据统计，自从汽车诞生以来，交通事故造成的人员死亡数量比两次世界大战造
5、成的人员死亡数量还多很多，因此，汽车使用时的安全性一直是人们最关心的问题之一。汽车在制动时发生侧滑、跑偏和失去方向感是造成交通事故的主要原因之一，对 S 凸轮鼓式制动器而言，如果汽车每个车轮的制动间隙不一样，在紧急制动时，各车轮抱死的时间顺序就会发生变化，同一时刻各车轮上的制动力就不相同，从汽车理论我们知道，在这种情况下汽车就会产生制动侧滑、跑偏和失去方向感等现象，造成交通事故。为解决这个问题，在高档、豪华的汽车上装 ABS、EBS 系统，但成本高昂。而目前 S 凸轮鼓式制动器在行业内有着广泛的使用，怎样稳定地保持制动摩擦衬片和制动鼓间隙值恒定是汽车设计和制造所关心的问题，制动间隙调整臂就是专
6、为解决这个问题而设计的零部件总成。在早期，汽车的行驶速度不高以及受当时技术条件的限制，普遍使用的是手动调整臂，其蜗杆蜗轮式手动调节制动间隙的调整机构由于其结构简单、经济、可靠直到现在还在广泛使用。在早期，汽车的行驶速度不高以及受当时技术条件的限制，普遍使用的是手动调整臂，其蜗杆蜗轮式手动调节制动间隙的调整机构由于其结构简单、经济、可靠直到现在还在广泛使用。随着汽车技术的发展，道路交通条件的改善，汽车的载重量和行驶速度与早期相比已经有很大的提高，用户对汽车制动性能的要求也越来越高，而汽车法规(我国 GB12676 一 1999 要求对行车制动器的磨损应能自动完成补偿，除 N:和N:，类非公路车辆
7、的制动器以及 M.和 NI 类车辆的后制动器外，并且在标准发布 4 年后实施)也对制动器的性能提出了更高的要求，这样手动的结构就不能满足要求了，它明显存在着以下问题:1 不能进行自动补偿，不符合法规的要求；2 在使用周期内要进行多次手动调整，给使用者带来诸多不便;3 由于手动调节其主观随意性非常大，而且因人而异，不能确保制动间隙准确地达到技术要求；4 由于手动调节，要保持左右制动间隙一致是非常困难的，而且由于使用过程中左右制动器衬片磨损的不同步，要始终保嘉兴南洋职业技术学院毕业设计（论文）2持左右制动器制动间隙一致也是困难的，因此在制动时易引起侧滑、跑偏，使汽车制动性能变坏，引发交通事故。随着
8、现代化工业的发展,越来越多的新型电机不断研制出来。转矩和转速是电机最重要的两个参数,要合理地选用电机,必须要准确地对转矩和转速进行测量。在以往的转矩和转速测量中,通常将电机与传感器和负载直接连接起来,这种方法构成的电机转矩转速测量仪具有结构简单,测量平稳等优点,但如果测量各种大转矩电机,需要加大负载,将导致测量仪体积和重量增加,且受旋转轴固有频率的影响,不适合于测量高速电机。针对用户提出的要求,被测电机多为航空设备,转速及转矩较高,同时测量仪需适宜外场作业,因而测量仪的体积、重量受到严格的限制。为此改变以往用转动惯量较大的旋转体作为负载的方法,采用磁粉制动器作为负载,有效地减小了体积和重量。但
9、是磁粉制动器有极限转速,当被测电机转速较高时,必须通过减速器对待测速率进行减速,所以采用两级减速器进行减速。这种机械结构会对测量稳定性带来一定的影响,传动轴受减速器齿轮啮合力作用产生的弯矩和结构谐振对测量的影响最大。1 扭矩测量仪的认识1.1 扭矩测量仪的概念扭矩仪是采用微电脑技术设计的一种具有一定智能的测定各种动力机械和动力传输机械的扭矩、转速和功率的高精度电子仪器。它能与各种量程的磁电式相位差型扭矩传感器配套使用，测量各种发动机、电机、风机、压缩机、液压泵、水泵、变扭器、偶合器、齿轮箱等机械的扭矩、转速和功率。它可以极其广泛地用于各种动力机械及其传输机械的研究、设计、制造及维修行业。1.2 扭矩测量技术的发展方向扭矩测量技术的发展取决于传感器、信号传输和测量仪的研究。目前，由于微机的应用，扭矩测量仪性能大大提高，而传感器的研究与测量仪相比稍有逊色。因此必须加强传感器的研究，这就要从传感器种类、精度、规格、安装、信号传递等方面加嘉兴南洋职业技术学院毕业设计（论文）3以研究。目前传感器主要发展动向为：1） 传感器从介入式发展成不介入式。以往扭矩传感器大部分属于介入式，即必须作为传动轴一部分才能使用，这样限制了它的应用范围，一般用于实验室、台架测量。现在逐渐推广的卡环
