一種數字式扭力扳手及測量扭矩值的方法

2023-12-11 05:33:02 2

專利名稱：一種數字式扭力扳手及測量扭矩值的方法
技術領域：
本發明涉及扭力扳手，尤其涉及了一種數字式扭力扳手及測量扭矩值的方法。
背景技術：
扭力扳手廣泛應用於建築、汽車、船泊及各種動力機械製造行業，它可分成機械式和數字式兩大類；按用途可分為施工用扭力扳手和測量用扭力扳手；施工用扭力扳手通常精度在3%以下；測量用扭力扳手精度通常在3%以上。由於扭力扳手使用過程中除了受到力矩作用外還受到剪力幹擾影響，制約了測量精度的提高。發明內容
本發明針對現有技術中精度在3%以上的扭力扳手，針對其測量過程中受到剪力幹擾的缺點，提供了一種數字式扭力扳手及測量扭矩值的方法。
為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決
一種數字式扭力扳手，包括施擰頭、力臂和指示儀表，所示的力臂前端是測量區， 且與施擰頭連接，所述力臂測量區的上表面從左至右分布有A組、B組、C組3組應變片組； 與上表面對應位置測量區的下表面從左至右分布有A』組、B』組、C』組3組應變片組；每組應變片組由2片應變片組成。
作為優選，所述A組應變片組到施擰頭中心的距離為L1, B組應變片組到C組應變片組的距離為L3,且L1= L3, A組應變片組到B組應變片組的距離為L2。
作為優選，所述的每組應變片組的2個應變片前後排列，應變片上設有絲柵，絲柵方向與力臂軸向一致。
作為優選，所述的A組應變片組的2個應變片從前到後為應變片RA1、RA2，B組應變片組的2個應變片從前到後為應變片RB1、Rb2, C組應變片組的2個應變片從前到後為應變片R^Re2 ;A』組應變片組的2個應變片從前到後為應變片RA3、RA4，B』組應變片組的2個應變片從前到後為應變片RB3、Rb4，C』組應變片組的2個應變片從前到後為應變片Re3、Rc4 ;所述的12個應變片通過導線連接成惠斯通電橋，惠斯通電橋的輸出端與指示儀表連接，指示儀表連有激勵電源，惠斯通電橋的輸入端連接激勵電源，其中應變片RA1、Rbi和Ra組成一個電橋臂，應變片R A2、RB2和組成一個電橋臂，應變片RM、R B3和Ra組成一個電橋臂， 應變片Ra4、Rb4和Rc2組成一個電橋臂。
作為優選，所述的施擰頭和力臂剛性連接，指示儀表設置在力臂上或設置在力臂外。
作為優選，所述的施擰頭為方頭或多邊頭；施擰頭設置在施擰段上。
作為優選，所述的力臂後端是非測量區；測量區的橫截面為矩形。
一種測量扭矩值的方法，需要測量的扭矩為M=PL,其中L是施擰頭中心到力P的距離，在力臂的非測量區施加一個力P，利用惠斯通電橋進行扭矩測量；扭矩與惠斯通電橋的
權利要求
1.一種數字式扭力扳手，包括施擰頭(I)、力臂(2)和指示儀表(3)，其特徵在於，力臂(2)前端是測量區(21)，且與施擰頭(I)連接，所述力臂(2)的測量區(21)的上表面(211)從左至右分布有A組、B組、C組3組應變片組；與上表面(211)對應位置的測量區(21)的下表面(212)從左至右分布有A』組、B』組、C』組3組應變片組；每組應變片組由2片應變片(4)組成。
2.根據權利要求I所述的一種數字式扭力扳手，其特徵在於，所述A組應變片組到施擰頭(I)中心的距離為L1,B組應變片組到C組應變片組的距離為L3，且L1= L3,A組應變片組到B組應變片組的距離為L2。
3.根據權利要求I所述的一種數字式扭力扳手，其特徵在於，所述的每組應變片組的2個應變片(4)前後排列，應變片(4)上設有絲柵(41)，絲柵(41)方向與力臂(2)軸向一致。
4.根據權利要求I所述的一種數字式扭力扳手，其特徵在於，所述的A組應變片組的2個應變片從前到後為應變片RA1、RA2，B組應變片組的2個應變片從前到後為應變片RB1、RB2，C組應變片組的2個應變片從前到後為應變片Ra、Rc2 ;A』組應變片組的2個應變片從前到後為應變片RA3、RA4，B』組應變片組的2個應變片從前到後為應變片RB3、Rb4, C』組應變片組的2個應變片從前到後為應變片Rra、Rc4 ;所述的12個應變片通過導線連接成惠斯通電橋，惠斯通電橋的輸出端與指示儀表(3)連接，指示儀表(3)連有激勵電源，惠斯通電橋的輸入端連接激勵電源，其中應變片Rai、Rbi和Re3組成一個電橋臂，應變片Ra2、RB2和Rw組成一個電橋臂，應變片RA3、R 和Ra組成一個電橋臂，應變片rM、Rim和rCS組成一個電橋臂。
5.根據權利要求4所述的一種數字式扭力扳手，其特徵在於，所述的施擰頭(I)和力臂(2 )剛性連接，指示儀表(3 )設置在力臂(2 )上或設置在力臂(2 )外。
6.根據權利要求5所述的一種數字式扭力扳手，其特徵在於，所述的施擰頭(I)為方頭或多邊頭。
7.根據權利要求4所述的一種數字式扭力扳手，其特徵在於，所述的力臂(2)後端是非測量區(22);測量區(21)的橫截面為矩形。
8.一種測量扭矩值的方法，其特徵在於，包括權利要求7所述的扭力扳手，需要測量的扭矩為M=PL,其中L是施擰頭(I)中心到力P的距離,在力臂(2)的非測量區(22)施加一個力P，利用惠斯通電橋進行扭矩測量；扭矩與惠斯通電橋的輸出值S之間的關係按公式
9.根據權利要求8所述的一種測量扭矩值的方法，其特徵在於，在測量區(21)上應變片所對應的A-A』、B-B』、C-C對應橫截面的彎矩分別為Ma=P (L-L1)，Mb= P (L-L1-L2), Mc=P (L-L1-L2-L3);測量區(21)A-A』、B-B』、C-C』對應橫截面的最大彎曲應變分別為
全文摘要
本發明涉及扭力扳手，公開了一種數字式扭力扳手及測量扭矩值的方法，包括施擰頭、力臂和指示儀表，力臂前端是測量區，且與施擰頭連接，力臂的測量區的上表面從左至右分布有A組、B組、C組3組應變片組；與上表面對應位置的測量區的下表面從左至右分布有A』組、B』組、C』組3組應變片組；每組應變片組由2片應變片組成；A組應變片組到施擰頭中心的距離等於B組應變片組到C組應變片組的距離；12個應變片通過導線連接成惠斯通電橋，利用計算公式得到扭矩測量值。本發明通過彎矩來測量扭矩，利用特殊測量電橋來提高扭力扳手的測量精度，它的測量精度可優於1%，且結構簡單，便於製造，方便使用。
文檔編號G01L5/24GK102980708SQ20121045896
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月14日 優先權日2012年11月14日
發明者倪守忠, 蔣曉波 申請人:浙江省計量科學研究院