扭矩扳手扭矩传感器的认识
目前，国内扭矩扳手的检测手段还主要使用简易的测试设备，依靠人工加载实现，存在着精度低、功能简单且效率低的问题。国外的专用扭矩测试设备能够实现较高的检测效率，但是价格非常昂贵并且不易维护扩展。以上因素严重影响了扭矩扳手的生产和检验。现代测控技术中，智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等微机化测控仪器，都是充分利用计算机的软件和硬件优势，既增强了参数测量、处理功能，义提高了性能指。根据上述理念，利用改进后的机械加载部分融合现代计算机技术，设计了扭矩自动测试系统。作为一台测量检定仪器，其最重要的指标为测量精度。周围环境以及系统自身产生的噪声对微弱电信号干扰较大。硬件方面，通过合理布线、信号屏蔽措施以及滤波电路消除大部分噪声的影响；软件方面，通过大量试验，采取了合适的采样频率和滤波方法，使信号稳定的同时确保了必要的灵敏度
1.测试原理
预置式扭矩扳手在使用过程中，达到预没值之后，出现短暂打滑卸力并发出警报声，此后扳手会成为一个死角，相当于呆扳手。根据上述特性，检测时先自动加载并实时测量扭矩值，一旦测出_r峰值，就停止加载，记录峰值，再卸力。因而可以根据以上过程实现多次自动测试。判断扳手是否合格，就是通过比较扳手预设值与所测得峰值。示值式扭矩扳手在使用范围内加载时，实时显示扭矩值，不会出现打滑卸力，因而示值式扳手不出现峰值。因为系统有延迟，无法在到达目标扭矩值时精确停止，此外根据检定规程，测试时扭矩值由低到高单向加载。所以采取如下方式：先自动加载至略低于目标值的一个扭矩值，再通过手动控制微调至目标值，记录值后自动卸力。因而可以根据以上过程实现多次自动测试。判断其合格与否，就是在扭矩加载至目标值后比较扳手显示值与目标值。对于某些特殊扳手的检定还需要测量其与扭矩相应的转角，因此测试中还需测量扳手的转角。
2.机械加载装置设计
检测扳手的机械加载装置一般分为固定传感器式和旋转传感器式2类。后者又分为卧式旋转式和水平旋转式。固定传感器式加载装置优点是结构简单．便于携带；缺点足丝杠的推力足直线方向，扳子
力臂运动是弧线．因而相对运动产生的摩擦力会造成较会造较大误差。卧式旋转式适合于大扭矩扳手的检测．但扳手的自重会对测量产生误差．另外还需要对扳手进行辅助固定。
水平旋转式的优点是扳手不需要特殊固定，工作效半岛．安全可靠，系统误差小．重复性好。缺点是结构比较复杂，重量比较重。作为一个高精度的测试甲台．水甲旋转式适合
作为率系统机械加载装置的设计方式。本设计的机械加载装置采取川定扳于力臂，转功传感器底座的方式来实现扭矩加载。扳手扳头与传感器通过联轴器连接；调节滑动垫块使扳于力臂仞始安放口寸略低于水平位置；挡杆用丁阻止扳手的转动如图1所示。
检测扳手的机械加载装置一般分为固定传感器式和旋转传感器式2类。后者又分为卧式旋转式和水平旋转式。固定传感器式加载装置优点是结构简单．便于携带；缺点足丝杠的推力足直线方向，扳子
力臂运动是弧线．因而相对运动产生的摩擦力会造成较会造较大误差。卧式旋转式适合于大扭矩扳手的检测．但扳手的自重会对测量产生误差．另外还需要对扳手进行辅助固定。
水平旋转式的优点是扳手不需要特殊固定，工作效半岛．安全可靠，系统误差小．重复性好。缺点是结构比较复杂，重量比较重。作为一个高精度的测试甲台．水甲旋转式适合
作为率系统机械加载装置的设计方式。本设计的机械加载装置采取川定扳于力臂，转功传感器底座的方式来实现扭矩加载。扳手扳头与传感器通过联轴器连接；调节滑动垫块使扳于力臂仞始安放口寸略低于水平位置；挡杆用丁阻止扳手的转动如图1所示。
如此设计能够减小侧向力平和弯矩的影响，并且加载平稳．行程短，系统误差比较小，准确度和稳定性比较好。为了能够实现平稳加载同时满足较大扭矩的传递．位于外壳内部的传动部分直传动如图2所示，
其主要包括减速器、丝杠螺母副、摆杆和传感器底座等。减速器降低丝杠转速的同时增大电机输出的扭矩。丝杠螺母幅将丝杠上的扭矩转化为加载在摆上的的推力。摆杆的另一端于可旋转的传感器底座固定．从而实现将扭矩传递传至传感器。
3电气控制
图3由于系统整体结构原冈，无法直接测量传感器底座转角值，而转角与电机旋转角度对应，所以选用伺服电机，既能实现扭矩的输出，也能实现角度的实时测量，同时配合电
子手轮解决了手动加载费力的问题。为了实现系统的多种功能，同时满足易于开发维护且工作稳定的要求，控制器选用工控机，实现数据处理，参数发送．电机启停、速度和转向等控制。但足智能芯片信息读写、系统状态监控和电机模式切换等工控机不能独立实现；单片机具有使用方便、模块化和可靠性高的特点，使其适于构建下位机来辅助实现特定功能。
传感器采用电阻应变式静态扭矩传感器。为了满足系统整体精度3％．(双向满量程的10％～100％)的要求，传感器精度选择0．1级。控制器无法直接读取传感器的电压信号．需要
通过数据采集卡将电压信u|放大、A／D转换后传送。根据传感器的参数(精度等级为0．1级．安全过负荷率为120％FS．灵敏度约为1．2 mV／V，激励电雎为10 V)以及满足测量精度最小区域为10％FS，选择输入电压范围为一20～20 mV的l 6位AD采集卡．可以满足测量精度要求。人机界面需要实现命令、参数的输入及数据、图形的实时显示；根据实际操作．系统不适用键盘鼠标．所以选用触摸屏。为了实现手动操作功能(电子于轮控制)以及电源的开、断，急停保护等．需要配备操作面板。每一个传感器有相应的信息发校正参数。因而将这些信息通过附着于传感器的智能识别芯片存储。信息及校正参数包括编号、量程、14个校正点的校正参数．四合一传感器信息大小最大为124 B。
自动加载过程中，需要实现摆杆位置的准确定位及行程保护，需要限位开关来辅助实现。各部分的通讯方式为：上位机与单片机、伺服驱动器之间通过485接口通讯；单片机与伺服驱动器之间通过开关量接口通讯。数据采集卡与上位机通
过USB接口通讯。