专利名称：计度器摩擦力矩测试仪标定仪的制作方法
技术领域：
本发明属于垂直轴微力矩测试仪的标定仪器，具体地说是一种计度器摩擦力矩测试仪标定仪。
现行计度摩擦力矩测试仪均采用间接测试方法(电度表变差法、惯性运转法、旋转测力计法、比较法等)，不能直接进行标定。所以采用上述间接测试方法的计度器摩擦力矩测试仪器，测量精度不高且不可靠。
本发明的目的是提供一种能对采用直接测试方法的计度器摩擦力矩测试仪进行直接标定的标定仪器，以保证测试仪的质量，使测试仪测量精度高、性能稳定可靠。
本发明的特征在于，采用直接标定法。标定仪由主机、光电传感器和信息处理机组成。主机采用换向加荷杠杆、细丝传动和调零导轨(9)构成换向加荷系统，将标准砝码(17)的重量施加到被标定的计度器摩擦力矩测试仪的测量轴(6)上。从而实现了对计度器摩擦力矩测试仪的直接标定。
本发明采用标准砝码直接对计度器摩擦力矩测试仪进行标定。与已有技术相比，具有标定精度高，性能稳定可靠等优点。
图1是本发明的结构框图。
图2是主机结构示意图。
图3是光电传感器结构示意图。
图4是光电传感器配置图。
图5是光电传感器两路波形图。
图6是信息处理机硬件结构框图。
图7是信息处理机软件总流程图。
图8是自检子程序流程图。
图9是测角子程序流程图。
图10是重打子程序流程图。
图11是波形打印子程序流程图。
图12是转角动态变化曲线打印子程序流程图。
附图描述了本发明的一实施例。现结合附图对本发明的工作原理加以说明图2描述了本发明主机的结构和工作原理换向加荷杠杆由互相垂直的横杆(1)和竖杆(2)构成，并由十字弹簧片(10)支承;标准砝码(17)加在横杆(1)的外端，经竖杆(2)和细丝(3)传递给被标定的计度器摩擦力矩测试仪的测量轴(6)，所产生的标准力矩与测量轴系(含测量轴(6)和与其连接的其它部件)的阻力矩(包括游丝(5)的力矩和上支承(4)、下支承(8)的阻力矩)相平衡时，测量轴系稳定，通过光电传感器(7)将测量轴(6)的转角转换成电信号，由信息处理机进行信息采集、识别和数据处理，并自动数字显示和自动打印测量轴的转角值，从而得到作用在被标定的计度器摩擦力矩测试仪的测量轴上的标准力矩M与转角φ之间的关系，根据公式M＝Kφ可求得被标定测试仪测量轴系的刚度系数K。
在标准砝码的重量作用下，施加到被标定的测试仪测量轴系上的标准力矩为M＝ (ar)/(b) mg式中m-标准砝码的质量g-重力加速度a-横杆的长度b-竖杆的长度
r-被标定测试仪测量轴的半径由此可知，在标准力矩作用下，被标定的测试仪测量轴系的刚度系数为K＝ (M)/(φ) ＝ (ar)/(bφ) mg测量轴(6)放置在与调零导轨(9)的运动件固联的下支承(8)上，导轨的滑动方向与细丝(3)平行。将细丝(3)置于水平，它的一端与竖杆(2)固联，另一端在测量轴(6)上绕一圈半后与测量轴(6)固联。
图3描述了光电传感器的结构，其配置如图4所示。光电传感器的可动部分是光栅盘(13)以内孔定位装在光栅盘套(14)上，光栅盘套(14)以内孔定位装在测量轴(6)上，光栅盘(13)上在240°范围内每1°刻一个径向通槽;光电传感器的固定部分是在光电支座(11)上装有两对光电元件(发光管(12)、光敏管(15))和光栏片(16)，发光管(12)和光敏管(15)分别置于光栏片(16)两狭缝(21)上、下两侧，两狭缝的夹角的小数部分为0.25°(如夹角为5.25°、10.25°)。当光栅盘(13)顺时针或逆时针转动时，由光敏管(15)产生如图5所示的两路方波、光栅盘(13)每转过一个槽产生的一对方波可出现10、11、01、00四个状态，信息处理机通过记录这两路方波的状态信息的数量和顺序来检测测量轴转角的大小和方向。
信息处理机硬件系统详见图6，它由五部分组成计算机主机(WJB)是将Z80CPU、2KRAM6116、8KEPROM2764、地址译码器LS138、接口电路LS244和LS273等电路用数据总线、地址总线和控制总线相互连接起来构成的一个微计算机最小系统;控制键盘及对应的LED指示灯部件(JDB)经输入输出接口电路和计算机主机相连接，用来控制信息处理机执行相应的功能;四位LED数码管显示器(SXB)经数据总线和地址选择线与计算机主机相连接、用来显示测试结果;UPC-16A汉字微型打印机，经数据总线和地址选择线与计算机主机相连接，用来打印测试结果;光电传感器的光电信号整形电路(GDB)经输入接口电路将传感器的信息送入计算机主机。
信息处理机是在相应的软件控制下自动进行工作的，其软件总流程图参见图7，它是由一个主控程序和由其分别控制的五个功能键子程序组成。当信息处理机接通电源后，按下复位键，即自动进入主控程序，它不断地扫描功能键盘，当有某一功能键按下时，程序会自动转入该键所对应的功能键子程序，并执行该子程序以实现其相应的功能，完成该功能后又自动返回主控程序，继续扫描功能键盘。
这五个功能键子程序是1、自检子程序，它可对信息处理机各部件能否正常工作进行全面检查，其流程图参见图8;2、测角子程序(测1)，它是本标定仪最主要的功能键子程序，用来测量被标定轴系在标准砝码作用下所产生的转角，从而实现对该轴系刚度系数的标定，其流程图见图9;3、重打子程序，它可重复打印多份测试结果，为用户管理工作提供方便，其流程图见图10;4、波形打印子程序，用来打印光电传感器两路方波波形，以便对传感器进行检查和调试，其流程图见图11;5、转角动态变化曲线打印子程序，通过该程序打印出测量轴转角的动态变化曲线，其流程图见图12。
权利要求
1.一种计度器摩擦力矩测试仪标定仪，本发明的特征在于，采用直接标定法，标定仪由主机、光电传感器和信息处理机组成，主机采用换向加荷杠杆、细丝传动和调零导轨[9]构成换向加荷系统，将标准砝码[17]的重量施加到被标定的计度器摩擦力矩测试仪的测量轴[6]上。
2.按权利要求1所述的标定仪，其特征在于，换向加荷杠杆由互相垂直的横杆[1]和竖杆[2]构成，并由十字弹簧片[10]支承，标准砝码[17]加在横杆[1]的外端。
3.按权利要求1所述的标定仪，其特征在于，细丝[3]置于水平，一端与竖杆[2]固联，另一端在测量轴[6]上绕一圈半后与测量轴[6]固联。
4.按权利要求1所述的标定仪，其特征在于，测量轴[6]放置在与调零导轨[9]的运动件固联的下支承[8]上，导轨的滑动方向与细丝[3]平行。
5.按权利要求1所述的标定仪，其特征在于，光电传感器的可动部分是光栅盘[13]以内孔定位装在光栅盘套[14]上，光栅盘套[14]以内孔定位装在测量轴[6]上，光栅盘[13]上在240°范围内每1°刻一个径向通槽;光电传感器的固定部分是在光电支座[11]上装有两对光电元件[发光管[12]、光敏管[15]和光栏片[16]，发光管[12]和光敏管[15]分别置于光栏片[16]两狭缝[21]上、下两侧。两狭缝的夹角的小数部分为0.25°(夹角为5.25°或10.25°)。
6.按权利要求1所述的标定仪，其特征在于，信息处理机硬件系统由五部分组成计算机主机(WJB)是将Z80CPU、2KRAM6116、8KEPROM2764、地址译码器LS138、接口电路LS244和LS273用数据总线、地址总线和控制总线连接起来构成的一个微计算机最小系统;控制键盘及对应的LED指示灯部件(JDB)经输入输出接口电路与计算机主机连接，用来控制信息处理机执行相应的功能;四位LED数码管显示器(SXB)经数据总线和地址选择线与计算机主机连接，用来显示测试结果;UPC-16A汉字微型打印机经数据总线和地址选择线与计算机主机连接，用来打印测试结果;光电传感器的光电信号整形电路(GDB)经输入接口电路将光电传感器的信息送入计算机主机。
7.按权利要求1所述的标定仪，其特征在于，信息处理机软件系统是一个由主控程序和由其分别控制的五个子程序(1、自检子程序;2、测角子程序;3、重打子程序;4、波形打印子程序;4、转角动态变化曲线打印子程序)组成。
全文摘要
一种计度器摩擦力矩测试仪标定仪，采用换向加荷杠杆和细丝传动，将标准砝码的重量施加到被标定的计度器摩擦力矩测试仪的测量轴上，通过光电传感器将测量轴的转角转换成电信号，由信息处理机进行信息采集、识别和数据处理，并自动显示和自动打印出测试结果。本发明采用弹性支承和细丝传动，整个系统摩擦阻力极小，故标定仪具有标定精度高，性能稳定可靠等优点。本发明也可用于其它垂直轴系微力矩的标定。
文档编号G01L25/00GK1070265SQ9210290
公开日1993年3月24日 申请日期1992年4月22日 优先权日1992年4月22日
发明者洪沅芷, 刘石民, 梁艳, 刘启兴, 蒋守谦 申请人:陕西省计量测试研究所