基于应变式传感器的扭矩检测系统设计毕业论文

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1、摘要近年来，随着科学技术的进步和测试技术的发展，对扭矩传感器提出了更高的要求。工程和实际中,许多情况下必须控制和知道扭矩的大小。本文是在对比多种传感器的基础上针对其他扭矩传感器的缺点，研制开发了一种结构简单，工作稳定的新型高精度应变式扭矩测量仪。本文对扭矩传感器的发展现状进行了分析，并明确了研究内容和工作步骤。在扭矩传感器主体的设计过程中，首先介绍了应变式扭矩传感器的测量原理，介绍了一种高精度智能控制扭矩测试仪的设计,描述了该仪器的主要机械结构、电路结构和工作原理,给出了软件程序流程。采用高精度应变式传感器，数据采集分析技术设计小量程的静态及低转速动态扭矩。检测装置达到了预期设计目标要求，相对

2、于其他检测方式精度高而且操作方便。关键词：应变式传感器扭矩测量电桥目录摘要1第一章　绪论11.1引言11.2课题的研究背景与来源11.2.1课题研究背景11.2.2课题研究来源21.3扭矩测量发展现状及扭矩检测的几种方法21.3.1扭矩测量的发展现状21.3.2扭矩测量的几种方法41.3.3扭矩测量的发展前景61.4课题研究的内容和方法61.4.1课题研究内容61.4.2课题研究方法7第二章检测装置的基本原理和总体方案82.1引言82.2检测装置整体系统框图82.3电阻应变片及扭矩测量的基本原理：82.3.1电阻应变片的基本原理82.3.2扭矩测量的基本原理102.4各部分功能介绍122.5方

3、案论证13第三章扭矩传感器的设计143.1引言143.2应变片的选用143.3弹性敏感元件设计153.4扭矩传感器的硬件结构153.4.1弹性轴材料的选择和确定163.4.2联轴器的选用173.4.3导电滑环及滑臂电刷的选用18第四章扭矩检测系统各部分电路的设计204.1引言204.2电桥电路204.2.1电桥电路的选用204.2.2电桥电路的精度误差分析234.3放大电路的设计及硬件选用234.3.1放大电路的设计234.3.2放大电路的误差分析264.4低通滤波电路的设计274.5A/D转换电路的设计284.6单片机电路及硬件选取314.7LCD显示电路及硬件选取324,8硬件的抗干扰措施

4、35第五章软件部分简介375.1引言375.2主程序包含的各部分模块的定义及功能395.3数据处理子程序395.4LCD显示部分39结束语41致谢42参考文献43附录系统总电路图44第一章　绪论1.1引言随着电子化，以及机械化水平的提高，传感器技术已经成为了工业自动控制控制领域中重要的一部分。各种工业产品装配线上使用的自动化紧固工具和装置，例如电动板旋凿，都需要扭矩传感器提供紧固力矩信号，并按照设定的拧紧力矩进行作业；在各种自动化生产过程中，例如深孔钻削作业中的钻头过载保护和自动提升排屑，数控金属切削机床的自整定系统等，也都可以通过工作轴转矩的在线检测，达到工艺过程的自控目的。随着汽车电子化程

5、度的提高，特别是CPU技术在汽车上的大量应用，使传感器技术成为发展汽车电子控制系统的关键。对汽车的各种电控系统而言，其中最重要的两个基本参数是发动机的转速和负荷。目前转速测量无论在实验室中还是汽车上，都已达到了实用的程度，而负荷测量方法虽然在实验室中得到了广泛应用，但由于检测仪器本身的体积、成本、可靠性或准确度等问题的存在，加之其它一些条件的限制，使其还没有完全适用于车载实测。目前，汽车上广泛使用的负荷检测方法均属于间接测量方法，测量准确度比较低。扭矩传感器属于负荷的直接检测方法，最有希望成为汽车未来实用的、高准确度的负荷传感器。因此，研制出一种高准确度动态扭矩测量仪对自动控制及汽车制造业等领

6、域具有非常重要的现实意义。1.2课题的研究背景与来源1.2.1课题研究背景扭矩是旋转动力机械的重要工作参数，而扭矩测量已经成为机械量测量中一个重要组成部分。若能准确、可靠、方便地测出受试机械的平均或瞬时的扭矩值、转速和功率，这将有利于改进和提高其性能。同时，装置测试系统可作旋转动力机械日常运行的监视装置，起到故障诊断或可用作自动控制系统的检测装置。扭矩测量是各种机械产品的开发研究、测试分析、质量检验、型式鉴定和节能、安全或优化控制等工作中必不可少的内容。随着现代科学技术的迅猛发展，扭矩测量技术已充分引起人们的重视，成为测试技术的一个新分支。扭矩已成为众多机械量测量中的一个主要参数。近年来，世界

7、各工业发达国家相继探讨出许多扭矩测试新技术，研制、生产出较多的新颖扭矩测量仪。改革开放以来，我们走技术引进、自主创新之路，极大的推动了扭矩测量技术的发展。在高新技术中，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。扭矩测量应用范围很广泛，它渗透到工业、农业、交通运输、航天航空、国防、能源等各个领域。由于微电子技术、计算机技术、软件技术、网络技术的高度发展及其在电子测量技术与