[发明专利]扭转力矩传感器

说明书

本发明涉及一种扭转力矩传感器，包括经受待测量的力矩的传动轴(12)、参考轴(14)以及用于测量两个轴之间的角度变形的装置，该角度变形表示待测量的力矩。力矩传感器的特征在于，传动轴(12)包括孔(24)，孔从传动轴(12)的被称为轴的输入端(28)的一个端部延伸到相反的端部，并且力矩传感器包括用于限制两个轴的温度的外壳(22)和流体流通回路，该流体流通回路包括由所述孔(24)构成的部分、用于在轴的所述输入端(28)处将流体注入到孔(24)中的注入器(32)以及流体流通回路中的流体温度传感器(34)，所测量的温度意在用于校正力矩测量。

技术领域

本发明涉及一种力矩传感器。特别地，本发明涉及一种用于测量特别是飞行器的涡轮发动机中的旋转元件的力矩的扭转力矩传感器。

背景技术

扭转力矩传感器是用于测量力矩的装置，其工作原理是测量第一轴(被称为传动轴，经受待测量的力矩)上的扭力，并且对由于该扭力而在传动轴和第二轴(被称为参考轴，其不经受待测量的力矩)之间引起的角度变形进行比较。该比较使得能够推导出待测量的力矩。

具体地，对角度变形的测量是通过在每个轴上添加形成发音轮的读取齿以及通过传感器探测每个齿从传感器前面的通过来完成的。在传动轴上没有力矩的情况下，传动轴上的读取齿和参考轴上的读取齿间隔开一定的距离。当传动轴经受一力矩时，所产生的扭力引起轴的变形以及传动轴上的读取齿相对于参考轴上的读取齿的运动。与参考轴上的齿相比，该运动引起齿在传感器前面通过的时间的变化，并且能够从中推导出轴所经受的力矩。

当这种力矩传感器用于高温度变化的环境中时，例如用于飞行器的涡轮发动机中时，对于待测量的相同的力矩来说，传动轴上的扭力可能不同，这取决于传动轴的温度。因此，测量到的角度变形以相同的方式变化，并且测量到的力矩具有或多或少很大的误差，这取决于温度，而力矩传感器关于该温度被校准。

为了防止由于力矩传感器所经受的可变温度引起的测量误差，多种解决方案已经被提出。

特别地，所提出的一种解决方案是在发音轮上使用倾斜的读取齿，使得能够减小温度的影响。然而，由读取齿的倾斜度产生的校正是恒定的，并且不取决于力矩。因此，该校正仅针对一个力矩范围进行了优化，并且引入了在此范围之外的误差。

另一种解决方案是将力矩传感器放置在一个限制的环境中，以使它不经受任何温度变化。然而，使力矩传感器受限制可以减少温度变化，但不能完全消除它们。因此测量误差未被校正并且测量精度受到影响。

越来越精确的力矩测量需求使发明者寻求响应这些问题的新颖的解决方案。

发明目的

本发明旨在克服已知的扭转力矩传感器的缺点中的至少一些。

具体地，本发明的目的是在本发明的至少一个实施例中提供一种力矩传感器，该力矩传感器能够以高精度测量力矩。

在本发明还旨在至少一个实施例中提供一种力矩传感器，该力矩传感器中的力矩测量不受温度变化的影响。

本发明还旨在在本发明的至少一个实施例中提供一种力矩传感器，该力矩传感器能够容易地适应于多种飞行器涡轮发动机。

发明内容

为此，本发明涉及一种扭转力矩传感器，该扭转力矩传感器包括经受待测量的力矩的被称为传动轴的第一轴、被称为参考轴的第二轴以及用于测量传动轴与参考轴之间的角度变形的装置，所述角度变形表示待测量的力矩，

其特征在于，传动轴包括孔，孔形成内壁并且从传动轴的被称为轴的输入端的一个端部延伸到被称为轴的输出端的相反的端部，并且力矩传感器包括：

-第一轴和第二轴的温度限制外壳，以及

-流体流通回路，该流体流通回路包括：

-由传动轴的所述孔构成的部分，