[发明专利]一种扭矩传感器及其测试系统

说明书

本发明公开了一种扭矩传感器及其测试系统。该扭矩传感器包括：多根辐条，每根辐条各用于封装一条光纤光栅；两个法兰盘，分别设置在每根辐条的两端；每根辐条与法兰盘形成相同角度，并且多根辐条和两个法兰盘整件加工，多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接。通过以上方式，本发明通过光纤光栅来实现光信号参量运算，抗电磁干扰的能力强，并且体积小、重量轻，易于安装。

技术领域

本发明涉及扭矩传感器技术领域，特别是涉及一种扭矩传感器及其测试系统。

背景技术

在机械传动系统中，扭矩是反映生产设备系统性能的最典型机械量之一，扭矩测量及分析是保证各种生产及辅助设备安全正常运行，节省能源，提高系统效率的重要手段。提高扭矩测量的准确性、扭矩监测和控制的实时性以及扭矩异常分析的可靠性，是减少事故发生，使生产正常进行的重要手段。而目前的扭矩传感器无法实现光信号参量运算，抗电磁干扰的能力低。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种扭矩传感器及其测试系统，以解决上述问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种扭矩传感器，其包括：多根辐条，每根辐条各用于封装一条光纤光栅；两个法兰盘，分别设置在每根辐条的两端；每根辐条与法兰盘形成相同角度，并且多根辐条和两个法兰盘整件加工，多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接。

其中，扭矩传感器进一步包括保护壳，用于保护辐条和法兰盘，保护壳设置有光纤适配器，串联连接的多条光纤光栅的一端与光纤适配器的输入端连接。

其中，多根辐条为四根辐条，四根辐条封装的四条光纤光栅串联连接。

其中，角度的范围为大于或等于25°并且小于或等于30°。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种测试系统，其包括：发动机；传动轴，传动轴的一端与发动机连接；扭矩传感器，包括：多根辐条，每根辐条各用于封装一条光纤光栅；两个法兰盘，分别设置在每根辐条的两端，每根辐条与法兰盘形成相同角度，并且多根辐条和两个法兰盘整件加工，多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接；传动轴的另一端与法兰盘连接，发动机通过传动轴带动扭矩传感器转动，以使扭矩传感器产生扭矩；测试机，与扭矩传感器连接，用于获取光纤光栅的初始波长和通过辐条后的第一波长，测试机根据第一波长和初始波长之间的波长差计算出辐条的扭矩。

其中，辐条的扭矩满足以下公式：

p＝(λ1-λ10)*n

其中，n为扭矩系数；p为辐条的扭矩；λ1为第一波长；λ10为初始波长。

其中，多根辐条为四根辐条，四根辐条封装的四条光纤光栅串联连接。

其中，扭矩传感器的扭矩满足以下公式：

P＝(p¹+p²+p³+p⁴)/4

其中，P为扭矩传感器的扭矩；p₁、p₂、p₃以及p₄分别为四根辐条的扭矩。

其中，角度的范围为大于或等于25°并且小于或等于30°。

其中，扭矩传感器进一步包括保护壳，用于保护辐条和法兰盘，保护壳设置有光纤适配器，串联连接的多条光纤光栅的一端与光纤适配器的输入端连接。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的扭矩传感器包括：多根辐条，每根辐条各用于封装一条光纤光栅；两个法兰盘，分别设置在每根辐条的两端；每根辐条与法兰盘形成相同角度，并且多根辐条和两个法兰盘整件加工，多根辐条封装的多条光纤光栅串联连接；通过光纤光栅来实现光信号参量运算，抗电磁干扰的能力强，并且体积小、重量轻，易于安装。