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威格儀器-接觸式測功機(jī)工作原理

來源:hzvigor 時間:2024-11-04

引言

接觸式測功機(jī)是一種通過與被測設(shè)備直接接觸來測量其動力輸出的設(shè)備,廣泛用于工業(yè)和汽車領(lǐng)域中對發(fā)動機(jī)、電機(jī)等設(shè)備的性能測試。與非接觸式測功機(jī)相比,接觸式測功機(jī)因其高精度和直接接觸的測量方式在中低速測量中具備顯著優(yōu)勢。本文將詳細(xì)說明接觸式測功機(jī)的工作原理,并討論其在扭矩、功率測量過程中的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用。

威格儀器-接觸式測功機(jī)工作原理插圖

接觸式測功機(jī)的基本工作原理

接觸式測功機(jī)通過直接連接到被測設(shè)備的旋轉(zhuǎn)軸上,檢測設(shè)備在不同負(fù)載和速度下的扭矩和功率輸出。其原理基于扭矩力矩的測量,即通過測量設(shè)備輸出軸上施加的力來計算扭矩,結(jié)合轉(zhuǎn)速測量,得出功率數(shù)據(jù)。

在測量過程中,接觸式測功機(jī)通過一個機(jī)械軸與被測設(shè)備連接,該軸能夠精準(zhǔn)感應(yīng)設(shè)備輸出的旋轉(zhuǎn)力。設(shè)備內(nèi)部的傳感器感應(yīng)到施加的扭矩后,通過電信號傳遞給測量系統(tǒng),最終顯示出設(shè)備的輸出性能。

關(guān)鍵部件與傳感器技術(shù)

接觸式測功機(jī)的核心部件主要包括機(jī)械連接裝置、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器和信號處理器:

  1. 機(jī)械連接裝置:機(jī)械連接裝置使得測功機(jī)的軸可以直接與被測設(shè)備的輸出軸相連接。接觸式測功機(jī)通常采用萬向節(jié)或聯(lián)軸器連接方式,能夠在設(shè)備高速運(yùn)轉(zhuǎn)中保持軸向穩(wěn)定,減少誤差。
  2. 扭矩傳感器:扭矩傳感器是測功機(jī)的核心元件,通過電阻應(yīng)變片、壓電效應(yīng)或磁感應(yīng)等技術(shù),將力學(xué)信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。?yīng)變片在受力變形時,其電阻發(fā)生變化,根據(jù)電阻變化率可計算出相應(yīng)的扭矩。
  3. 轉(zhuǎn)速傳感器:轉(zhuǎn)速傳感器用于檢測設(shè)備旋轉(zhuǎn)速度,通常采用光電編碼器或磁電式傳感器。轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)與扭矩數(shù)據(jù)結(jié)合,能夠?qū)崟r計算設(shè)備輸出的實(shí)際功率。
  4. 信號處理系統(tǒng):信號處理系統(tǒng)用于接收扭矩和轉(zhuǎn)速信號,并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和輸出,將物理信號轉(zhuǎn)化為數(shù)值并顯示在操作面板上。

接觸式測功機(jī)的測量過程

接觸式測功機(jī)的測量過程包括啟動、測量和停止三個階段:

  1. 啟動:連接機(jī)械裝置后,測功機(jī)啟動,與被測設(shè)備的輸出軸對接穩(wěn)定。
  2. 測量:設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時,扭矩傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器將收集到的數(shù)據(jù)傳輸至信號處理系統(tǒng),信號處理系統(tǒng)對扭矩、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時運(yùn)算,從而得出設(shè)備的功率值。
  3. 停止:測量完成后停止被測設(shè)備和測功機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),確保測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,并對測量結(jié)果進(jìn)行記錄。

接觸式測功機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

接觸式測功機(jī)的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在高精度和測量穩(wěn)定性方面。由于直接接觸被測設(shè)備,其測量精度較高,能夠在不同負(fù)載下準(zhǔn)確反映設(shè)備的真實(shí)輸出。尤其是在測量中低速設(shè)備時,接觸式測功機(jī)的穩(wěn)定性更好。

然而,其缺點(diǎn)在于,接觸測量方式可能對設(shè)備輸出軸造成機(jī)械磨損,影響設(shè)備的使用壽命。此外,接觸式測功機(jī)需要嚴(yán)格對接和對準(zhǔn),安裝和操作過程較為復(fù)雜。

接觸式測功機(jī)的應(yīng)用

接觸式測功機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)、電機(jī)生產(chǎn)測試以及工業(yè)設(shè)備的質(zhì)量檢測。例如,汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線上通過測功機(jī)的扭矩和功率檢測,確保發(fā)動機(jī)在各種負(fù)載下的性能穩(wěn)定;在電機(jī)生產(chǎn)測試中,接觸式測功機(jī)則能確保電機(jī)滿足輸出要求,避免出現(xiàn)電機(jī)負(fù)載過大或效率低下的問題。

總結(jié)

接觸式測功機(jī)通過直接機(jī)械接觸的方式測量設(shè)備的扭矩和功率輸出,適用于中低速設(shè)備的精密檢測。其優(yōu)點(diǎn)在于測量精度高、適用性廣,但對設(shè)備的機(jī)械磨損需進(jìn)行控制。通過扭矩、轉(zhuǎn)速和信號處理系統(tǒng)的協(xié)同工作,接觸式測功機(jī)可以為工業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)品測試提供精準(zhǔn)、可靠的數(shù)據(jù)支持,在設(shè)備性能測試和質(zhì)量控制方面發(fā)揮重要作用。

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