[发明专利]一种拖拉机用负载转矩测量装置

权利要求书

1.一种拖拉机用负载转矩测量装置，包括转速传感器(1)、连接装置(2)、测量模块(3)、数据处理模块(4)；其特征在于，所述拖拉机用负载转矩测量装置通过连接装置(2)串接在拖拉机动力输出轴万向联轴器与农具传动轴之间；其中：

所述转速传感器(1)为单极霍尔传感器，包括信号盘(101)、传感器(102)、加载装置(103)，信号盘(101)固定在测量轴(203)上，传感器(102)检测信号盘(101)转动产生的变化磁场信号，输出表征所述万向联轴器的转速脉冲信号，通过GPRS发送，与数据处理模块(4)进行数据交互，转速测量方法具体为：

所述检测信号盘(101)上设有多个磁标记，动力输出轴转动时，带动所述磁标记转动；

所述传感器(102)检测磁标记转动产生的磁信号，输出跳变信号，跳变信号的频率即可表征转速，对跳变信号的频率取平均值；

所述加载装置(103)满足台架试验，直接布置于测试台架，或与台架连接的架子，通过工业计算机界面输入转速参数，加载装置(103)控制加载的转矩量(N·m)，从而控制转速；

所述连接装置(2)包括法兰盘(201)、万向传动轴合件(202)和测量轴(203)；

所述测量装置(3)包括测量舱(301)，测量电路(302)和温度传感器(303)，其中，测量舱(301)为两个随轴同步旋转的转动环，转动环与测量轴(203)中段通过键联接固定，且转动环通过边缘45°齿形结构啮合，在转动环上粘贴电阻式应变片组成电桥电路，电桥电路输出端连接信号放大电路，通过GPRS发送至数据处理平台(4)，由数据处理平台(4)接收和处理；

转矩测量方法具体如下：

选用交流不平衡电桥以适用动态转矩参数的测量，第一桥臂接电阻应变片，其他三个桥臂接固定电阻，由于转动环间初始啮合点位置中心连线不是严格垂直于被测转轴的轴向，所以当被测转轴以速度n转动，未发生扭变时，电桥亦处于非平衡条件，存在初始输出电压U₀，当被测转轴发生扭变时，转动环间啮合点偏离初始位置移到下一位置，电压值变为U，传送给工业计算机，由工业计算机进行分析和处理，被测转轴的扭变比例于作用在被测转轴上的转矩，通过测量电压值U₀和U来测量作用于被测转轴的转矩信号；对放大后输出的电压和标准转矩值进行标定处理，在正式实验时，根据标定表进行查询获取负载转矩；

选用含交流放大器的信号放大电路对微弱输出信号在传感器内部进行放大处理，在测量舱(301)齿上设置多组完全相同的应变测量电路，数据处理模块(4)对多组输出电信号计算求平均值；

所述数据处理模块(4)包括工业计算机(401)和云服务平台(402)，其中，云服务平台(402)对转速传感器(1)和测量模块(3)传输的电信号进行处理，得到显示拖拉机发动机输出轴转速、万向联轴器的温度、台架试验中加载设备(103)的加载转矩，通过云服务平台软件对转速、转矩数据进行实时监测和修改，根据温度数据对转矩数据进行修定，消除温度影响，对放大后输出的电压和标准转矩值进行标定，在正式实验时，可根据标定表进行查询获取转矩，测试人员通过4G/5G/WIFI信号在云服务平台(402)将转矩数据下载保存至手机、电脑、平板电脑等终端移动设备。

2.如权利要求1所述的拖拉机用负载转矩测量装置，其特征在于，所述万向传动轴合件(202)采用球笼弹性联轴器，以降低扭振振幅和减少动态载荷引起的冲击，防止附加阻力和附加机械振动的出现，提高输出功率的稳定性。

3.如权利要求1所述的拖拉机用负载转矩测量装置，其特征在于，所述测量仓(301)之间的距离S根据实际情况而定。

4.如权利要求1所述的拖拉机用负载转矩测量装置，其特征在于，所述测量装置(3)中的温度传感器(303)布置在测量轴(203)上，温度传感器(303)采集电信号通过GPRS传输给数据处理模块(4)，工业计算机(401)对表征温度的电信号数据进行整合标定，得到电压与温度的关系，在正式测量中，工业计算机(401)根据温度传感器(303)传输的信号对转矩信号进行矫正，从而消除温度对转矩测量的影响。