专利名称：一种电动执行机构的力矩测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种力矩测量装置，具体地说是一种用来测量执行器运转时的输 出力矩的电动执行机构的力矩测量装置。
背景技术：
目前在电动执行机构的力矩测量中大都是采用机械传感器形变的方法来测量输 出力矩，将机械传感器形变的量测量出并转化成输出力矩的数据。采用机械形变来测试输 出力矩的方法对机械的加工、制造、组装的要求较高，并且形变传感器在使用次数多的情况 下会出现磨损、老化，造成测量的数据偏移而不准确。
发明内容为了克服现有技术中机械传感器方式测量存在的问题，本实用新型的目的是提供 一种电动执行机构的力矩测量装置，该测量装置安装简单、测量方便且测量结果准确。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种电动执行机构的力矩测量装置，其特征在于该测量装置包括电压互感器、电 流互感器、功率计算单元，力矩计算校准单元，电压互感器和电流互感器均与电机连接，电 压互感器用于互感电机各相线的电压，电流互感器用于采集电机各相线的电流；得到的电 压信号和电流信号通过功率计算单元处理，并由力矩校准单元计算转换成实际输出轴的力 矩值。在电流互感器与电机连接中，电机的电源线直接穿过电流互感器。功率计算单元 和力矩计算校准单元集成在线路板上。本实用新型采用纯电子线路和处理器计算来得出输出转动力矩，与传统的测量方 法相比，本实用新型安装简单、测量方便且测量结果准确。

图1是本实用新型的结构示意图；图2是采用本实用新型得出的实验数据图。图3是本实用新型力矩计算部分的推导图。
具体实施方式
一种电动执行机构的力矩测量装置，见图1，该测量装置包括电压互感器1、电流 互感器2、功率计算单元3，力矩计算校准单元4，电压互感器1和电流互感器2均与电机5 连接，电压互感器1用于互感电机各相线的电压，电流互感器2用于采集电机各相线的电 流。得到的电压信号和电流信号通过功率计算单元3处理，并由力矩校准单元4计算转换 成实际输出轴的力矩值。电压互感器1对电压相位的采样相位角<5°，采样比例1000 1。电流互感器2对相线电流的采样相位角<5°，采样比例1000 1。功率计算模块采用ADI公司的 ADE7753，力矩计算采用的是ATMEGA128处理器。电压采样、功率计算单元3和力矩计算校准单元4安装的线路板上，电流的采样部 分是电机的电源线直接穿过电流互感器，电流互感器采集电流信号。本实用新型的工作原理是由电压互感器1得到电压信号，由电流互感器2得到电 流信号，电压信号和电流信号经过功率计算单元3得到电机执行器运转时的输出功率，再 由力矩校准单元4计算转换成实际输出轴的力矩值，力矩校准单元4力矩推导如示意图3， 计算方法如下执行器的额定力矩为a，在额定力矩的1/4处和额定力矩处，两处进行力矩标定， 将标定的模数值L和H记录到力矩计算校准单元4中，在实际的力矩测量过程中，功率计算 单元测试出执行器功率模数为M，根据示意图3的模型，推导出M所对应的X处的力矩计算 公式为X = 3a(M-L)/4(H-L)+a/4。力矩计算校准单元4通过此公式函数实现力矩的计算。通过实际的试验效果，得出的实验数据见图2。数据中表明，对输出轴力矩的测量 可以达到5%以内的精度。
权利要求一种电动执行机构的力矩测量装置，其特征在于该测量装置包括电压互感器(1)、电流互感器(2)、功率计算单元(3)，力矩计算校准单元(4)，电压互感器(1)和电流互感器(2)均与电机(5)连接，电压互感器(1)用于互感电机各相线的电压，电流互感器(2)用于采集电机各相线的电流；得到的电压信号和电流信号通过功率计算单元(3)处理，并由力矩校准单元(4)计算转换成实际输出轴的力矩值。
2.根据权利要求1所述的电动执行机构的力矩测量装置，其特征在于在电流互感器(2)与电机(5)连接中，电机的电源线直接穿过电流互感器(2)。
3.根据权利要求1所述的电动执行机构的力矩测量装置，其特征在于功率计算单元(3)和力矩计算校准单元(4)集成在线路板上。
4.根据权利要求1所述的电动执行机构的力矩测量装置，其特征在于所述功率计算 单元(3)采用ADI公司的ADE7753。
专利摘要本实用新型公开了一种电动执行机构的力矩测量装置，该测量装置包括电压互感器、电流互感器、功率计算单元，力矩计算校准单元，电压互感器和电流互感器均与电机连接，电压互感器用于互感电机各相线的电压，电流互感器用于采集电机各相线的电流；得到的电压信号和电流信号通过功率计算单元处理，并由力矩校准单元计算转换成实际输出轴的力矩值。本实用新型安装简单、测量方便且测量结果准确。
文档编号G01L3/00GK201583368SQ20102002273
公开日2010年9月15日 申请日期2010年1月7日 优先权日2010年1月7日
发明者沈德明, 王威, 王成 申请人:南京科远自动化集团股份有限公司