光導纖維轉矩測量儀的製作方法

2023-09-19 19:02:00 1

專利名稱：光導纖維轉矩測量儀的製作方法
技術領域：
本發明光導纖維轉矩測量儀屬測試領域。
目前，光柵電感、遙測等轉矩測量方法，其測試方法複雜，需要引電裝置將扭矩信號引導出來，測量設備成本高，精度不高，使用不方便。
本發明的任務是研製一種成本低、精度高，使用方便的不用引電裝置的非接觸式轉矩測量儀。
本發明是在被測軸上相隔一定的距離粘貼二條具有一定反光功能的反射片。在反射片的粘貼處再分別安裝一個組合光纖探頭，組合光纖探頭的一個分叉傳輸光源的光信號。另一分叉傳輸經反射片反射後的光量至光敏元件。光敏元件將光信號變為電信號至處理系統。當被測軸承受轉矩後，兩反射片作相對轉動。兩個光纖探頭與反射片的耦合位置就發生變化，使兩個光敏元件輸出峰值之間的距離發生相對變化。根據兩個光敏元件兩個輸出峰值之間的距離的大小，即可得到轉矩量。
本發明由於採用光纖探頭進行不接觸測量，不需要引電裝置。其方法是測量兩個反射片粘貼截面處，光敏元件輸出峰值之間的變化值與園周距離的比值，當被測軸轉速不穩定及有不大振動時，並不影響測量結果，它比其它方法簡單、方便，可在較封閉處使用，精度和靈敏度都比其它方法高，且成本低。
本發明的附圖有附

圖1原理圖附圖2光敏元件輸出示意圖附圖1中在被測軸〔1〕上沿著軸線相離為L處分別粘貼反射片〔2〕，在粘貼反射片〔2〕處再分別安裝組合光纖探頭〔3〕。光源〔4〕的光信號由組合光纖探頭〔3〕的一個分叉傳輸至反射片〔2〕上，經反射片〔2〕反射後的光量由組合光纖探頭〔3〕的另一分叉傳輸至光敏元件〔5〕上，再由光敏元件〔5〕將光信號變為電信號傳輸至處理系統。附圖1(a)為初始狀態，它是將兩隻組合光纖探頭與線狀鏡面相對位置安裝在兩隻光敏元件輸出值最大位置，兩隻光敏元件的輸出如附圖2(a)所示。當被測軸承受扭矩後，相距為L的兩個截面作相對轉動。如附圖1(b)所示，這時兩隻光纖探頭與線狀鏡面耦合的峰值位置就發生差異，兩隻光敏元件輸出情況如附圖2(b)所示。若繼續增大扭矩後，光敏元件輸出的峰值位置就更大。如附圖2(c)所示，即a值增大了。由單片機檢測出兩個峰值距離與園周距離的比值，即可得出被測軸的扭矩大小。
對於小直徑的軸，可採用附加兩個環，線狀鏡面粘貼在環的外表面的方法，如附圖1(c)所示。採用這種方法可提高靈敏度。
由於本測量儀是將距離量變成脈衝數，單片機檢測距離的脈衝數與園周脈衝數的比值，故與被測軸的轉速及振動無關，測量準確可靠;對發光管，光敏元件要求不高，精度可達到滿量程的0.2%，解析度為滿量程的五千分之一。
權利要求
一種光導纖維轉矩測量儀其特徵在於在被測軸上相距一定距離粘貼兩種反射片，在兩粘貼處再分別安裝組合光纖探頭，光源的光信號由組合光纖探頭的一個分叉傳輸至反射片上，經反射片反射後的光量再由組合光纖探頭的另一分叉傳輸至光敏元件。
全文摘要
光導纖維轉矩測量儀，是一種不需要任何引電裝置，直接在被測軸上粘貼反射片與組合光纖探頭進行耦合的原理製成的不接觸式測量儀。其測量方法，簡單、方便、精度高，且成本低等優點。
文檔編號G01L3/00GK1031601SQ8710603
公開日1989年3月8日 申請日期1987年8月22日 優先權日1987年8月22日
發明者陶寶祺, 李威宣 申請人:南京航空學院