HBM扭矩傳感器在電機(jī)測(cè)試中的應(yīng)用

擁有高精度的檢測(cè)儀器對(duì)于電機(jī)測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性尤為重要，直接關(guān)系到檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性。隨著國際合作交流的進(jìn)一步深入和國內(nèi)對(duì)電機(jī)測(cè)試精度要求的不斷提高，將會(huì)有更多的檢測(cè)機(jī)構(gòu)和企業(yè)使用HBM扭矩傳感器。今天小編帶大家來了解一下HBM產(chǎn)品在電機(jī)測(cè)試中的使用情況。

HBM傳感器性能介紹

T10F扭矩傳感器可測(cè)量扭矩和轉(zhuǎn)速，是第一款扭矩法蘭，采用測(cè)量剪應(yīng)力替代扭矩應(yīng)力對(duì)扭矩進(jìn)行測(cè)量。這種技術(shù)是HBM公司的專利。它設(shè)計(jì)緊湊，占有非常小的空間；高側(cè)向的防護(hù)允許連接軸直接與法蘭連接，無須其他支撐軸，并且可以承受更高的動(dòng)態(tài)負(fù)載；其極高的抗扭剛性消除了扭矩的共振。由于扭矩測(cè)量法蘭的工作不依靠軸承和滑環(huán)，因此是完全免維護(hù)的。它采用了模塊化的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，其額定扭矩分別為50 N-m、100N·m、200N·m、500N·m、1kN·m、2kN·m、3 kN·m、5 kN·m和10 kN·m，精度可達(dá)0．1％，額定轉(zhuǎn)速可達(dá)8 000—15 000 r／min，最低可測(cè)2 r／min的轉(zhuǎn)速。測(cè)量值通過電壓和頻率信號(hào)輸出，配以HBM的放大器可直接與計(jì)算機(jī)相連，進(jìn)而使后續(xù)數(shù)據(jù)處理，分析工作更方便。

HBM傳感器的安裝-機(jī)械聯(lián)接

圖1是HBM公司推薦的安裝方式。為了避免傳感器變形而產(chǎn)生的附加彎矩，安裝時(shí)必須使被測(cè)電機(jī)、傳感器、負(fù)載三者有較好的同軸度，兩個(gè)半聯(lián)軸器間應(yīng)留有一定的間距(見表1)。

鑒于表1中的安裝要求較高，為降低安裝難度又不影響傳感器的正常使用，在聯(lián)軸器和傳感器之間安裝了膜片結(jié)構(gòu)。膜片一般需2片成對(duì)使用，以吸收由于安裝誤差而引起的徑向力。該傳感器是一臺(tái)精密儀器，在安裝時(shí)法蘭螺栓要用力矩扳手按照表1中的值設(shè)定擰緊力矩，否則對(duì)傳傳感器的精度有較大的影響；其次，被測(cè)電機(jī)、傳感器、負(fù)載三者應(yīng)該處于一個(gè)穩(wěn)定的剛性基礎(chǔ)上，必須避免各部件發(fā)生振動(dòng)。

電氣連接

圖2是T10F系列傳感器的電氣連接圖。傳感器插頭1端接MP60甲(7芯線)，用以顯示扭矩；傳感器插頭2端接MP60乙(5芯線)，用以顯示轉(zhuǎn)速。

MP60是HBM傳感器配套使用的放大器，可將傳感器發(fā)出的電壓或頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)在放大器上顯示；也可通過放大器上的D.Sub口與計(jì)算機(jī)相連直接將測(cè)試數(shù)據(jù)采集到計(jì)算機(jī)上，再進(jìn)行數(shù)據(jù)的后續(xù)處理。MP60甲和MP60乙的接線分別如圖3和圖4所示。

信號(hào)線在連接時(shí)要注意接頭方向。連好后擰上鎖緊螺絲，以達(dá)到更好的屏蔽效果，使測(cè)量信號(hào)免受干擾。在傳感器和測(cè)量放大器之間的連接線推薦使用HBM的低電容屏蔽電纜。如果要將電纜線延長，要保證接頭處的接觸電阻較低，對(duì)外有良好的絕緣和屏蔽。不要將測(cè)量電纜電機(jī)的電源線、控制線平行放置(若達(dá)不到這個(gè)要求，那必須保證它們之間的距離不得小于50 cm)。

配套使用的放大器MP60的設(shè)置

確認(rèn)機(jī)械聯(lián)接和電氣連接之后，就可以打開DC 24 V的傳感器供電電源，對(duì)傳感器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。參數(shù)設(shè)定主要分以下幾步：

(1)進(jìn)入設(shè)置模式，先在“PARAM.SET”的次級(jí)目錄“Load”的參數(shù)設(shè)為“Factset”，再按使用說明書設(shè)置參數(shù)；

(2)傳感器的扭矩系數(shù)應(yīng)按最近校準(zhǔn)證書給出的值設(shè)置；

(3)顯示值的小數(shù)位數(shù)見表2，修改目錄為DecPoint(DISPLAY)。

參數(shù)設(shè)定完成后，就可以按照檢測(cè)方法進(jìn)行相應(yīng)的電機(jī)檢測(cè)了。根據(jù)需要，可使用HBM公司的相應(yīng)軟件對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)采集和分析。

使用建議

按HBM公司推薦的圖1安裝方式，在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)了一些問題。其主要原因是：傳感器懸空無支撐，兩端與被試電機(jī)和負(fù)載剛性聯(lián)接，在更換被試電機(jī)時(shí)由于傳感器自重和聯(lián)軸器重量，加上彈性膜片的變形，傳感器被試電機(jī)端下垂。久而久之，會(huì)影響傳感器的精度；此外，由于安裝了彈性膜片，被試電機(jī)、負(fù)載、傳感器的中心高無法對(duì)齊，電機(jī)旋轉(zhuǎn)后在膜片的作用下會(huì)產(chǎn)生擾度。傳感器的懸空使之與被試電機(jī)、負(fù)載在安裝對(duì)中時(shí)極易碰撞損壞。經(jīng)過不斷技術(shù)改進(jìn)，建議使用圖5的安裝方式；傳感器負(fù)載端的軸稍長并用兩個(gè)軸承支撐；軸承采用單列球軸承，以減少軸向間隙，最大限度地減少另一端的下垂，使整個(gè)系統(tǒng)保隙，最大限度地減少另一端的下垂，使整個(gè)系統(tǒng)保持水平。

軸承的損耗可在起動(dòng)被試電機(jī)傳感器調(diào)零時(shí)去掉。傳感器兩端均采用軟繩聯(lián)接，起膜片作用，降低安裝難度。另外，傳感器法蘭上的緊固螺栓建議使用高強(qiáng)度螺栓或每次更換新螺栓，以防螺栓滑牙而損壞傳感器。