转速转矩和功率测量教程文件.ppt

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1、转速转矩和功率测量转速是在单位时间内转轴的旋转次数，单位：r/min，记为：n。按照接触与否可以分为接触式、非接触式两大类。●接触式转速表●离心式转速表●磁性转速表●电动转速表●定时转速表特点：构造简单，消耗被测转轴的能量，精度一般较差，用于能量损失忽略不计且对精度要求不太高的场合第一节转速测量●离心式转速表：利用离心力器件（重环或重锤）旋转产生与转速的平方成正比的离心力，通过克服弹簧的反作用力推动指示机构工作的，分手持式和固定式两种。●磁性转速表：利用回转圆盘在旋转磁场中感应出电涡流而产生转矩变化，从而带动指针偏转来测速的，

2、故又称为电涡流式转速表。●电动转速表：由发送器、指示器和连接导线三部分组成。发送器实际上是一个小型永磁的交流或直流发电机。电动式转速表的测量方式：是将小型交流电动机的转速，保持与被测轴转速一致并发电。转速越高，产生的电动势越大。电动转速表通过电压表指示所测转速。电动式转速表有良好的抗震性，多用于柴油机和船舶等设备的转速测量。●定时转速表：在一定时间内通过累计转速来测量转速。手持式定时转速表采用钟表式传动机构。●原理：是利用光电元件（如光电池、光电管、光敏电阻等）对光的敏感性来测量转速。●非接触式转速表特点：不消耗被测转轴的转矩

3、，测量精度高，但结构相对复杂；是动力机械测试中最常用的测速仪表，其关键部分是转速传感器●光电式转速传感器光电式转速传感器（a）双头投射式（b）单投反射式1、7光源2、遮光盘3、光电管4、透镜5、反光镜6、被测转轴8、光敏管分类:照射式、反射式结构:光源，遮光盘（反光盘）光电管，测频电路。特点:高速时，光信号减弱测速：脉冲信号的频率f(Hz)为n为被测转轴的转速（r/min）；z为避光盘上狭缝（或孔）数目。●磁电式转速传感器结构：齿轮（导磁材料，齿数z）,磁头（磁铁）,线圈,距齿顶约2mm;特点：结构简单,工作可靠,转速越高,输

4、出信号越强;测速：齿轮随转轴旋转，每转一齿，切割一次磁力线，在线圈中产生一个感应电动势的脉冲信号。每转将产生z个电脉冲信号。●一、转矩测量方法分类测量原理的不同分为:传递法、平衡力法和能量转换法三大类。●传递法●原理：轴受到转矩作用时会产生变形、应力或应变，传递法就是通过测量变形、应力或应变来测量转矩的●根据传感器所感应的参数分为:变形型、应变型和应力型转矩传感器，分别感受转轴的变形、应变和应力。●根据转矩信号产生方式分为:电阻式、光学式、光电式、感应式、电容式、钢铉式、机械式转矩传感器等。●根据转矩信号传输方式分为:接触式和

5、非接触式两大类。接触式转矩传感器包括机械式、液压式、气动式样、接触滑环式等；非接触式转矩传感器包括光波式、磁场式、电场式、微波式等。●根据转矩传感器安装方式分为:串装式和附装式两类。第二节转矩测量●平衡力法当匀速运转的动力机械的传动轴对外输出一定大小的转矩时，在其机壳上必然同时作用着大小相等、方向相反的平衡力矩。通过测量机壳上的平衡力矩来确定动力机械传动轴上工作力矩的方法称为平衡力法，又称支反力法。动机机械试验中常用的转矩测量方法就是典型的平衡力法平衡力法测量转矩原理1—机壳2—平衡支承3—力臂杆4—测力机构依据能量守恒定律，

6、通过测量其他形式能量如电能、热能参数来测量旋转机械的机械能，进而求得转矩的方法即能量转换法。从方法上讲，能量转换法实际上就是对功率和转速进行测量的方法。能量转换法测转矩一般只在电机和液机方面有较多的应用。●能量转换法传递法涉及的转矩测量仪器种类最多，应用也最广泛。三种方式的比较传递类转矩测量仪小巧轻便，既可以串接到被测设备的传动系统中去测量转矩，也可以附加在被测设备传动系统的传动轴上来测量转矩，测试时不需要改变被测设备传动系统的结构，也不需要移动被测设备，便于进行现场测试，测量准确度高，能够真实有效的反映机械的实际情况。平衡类

7、转矩测量仪仅能够测量静态或匀速工作情况下的转矩，不能测量动态转矩。能量转换类转矩测量仪的测量为间接测量方式，测量误差比较大，常达±（10～15）%，所以只有在无法进行直接测量的场合下，才采用这种方法。●二、常用转矩测量仪器●钢铉转矩测量仪●原理：钢铉转矩测量仪是根据弹性扭轴的变化引起钢铉伸缩，从而使用钢铉振动的固有频率发生变化来测量转矩的。钢铉转矩测量仪的原理1-弹性扭矩2-卡盘3-凸臂4-钢铉在被测轴上相隔距离的两个面上固定安装着两个测量环，两根振弦分别被夹紧在测量环的支架上。当轴受转矩作用时，两个测量环之间产生一相对转角，

8、引起振弦自振频率的变化。自振频率与所受外力的平方根成正比。振动频率差获得扭矩。在安装振弦时必须使其有一定的预紧力。当轴传递扭矩时，轴产生扭转形变，轴的两相邻截面就扭转一个角度，使装在卡筒上的两个振弦传感器中的一个受拉、一个受压。根据虎克定律,在弹性变形范围内,轴的扭转角度是与