电子微力矩测试仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于力学计量测试设备技术领域，涉及一种利用微量电子天平测量微量力矩的电子微力矩测试仪。
【背景技术】
[0002]微量力矩测试仪是一种用于测量、标定陀螺仪的力矩器和力矩传感器的质量测控仪器，其测量精度要求不大于0.1mg.Cm，测量范围为O?20g.cm。传统的测量微量力矩的仪器多利用精密机械天平，其测量方法是在天平横梁的支点上同轴安装陀螺力矩器，给力矩器通电产生电磁力矩，再通过添加砝码的方式调平天平后，砝码的重力乘以力臂即为力矩器产生的力矩。用机械天平测量力矩器的力矩的优点是直观，但缺点是由于机械天平的支承为刀口支承，支承摩擦力矩大，以致影响测量精度，且操作复杂，另外机械天平稳定时间长，其测量精度在很大程度上依赖于操作人员的技术水平。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构原理先进、操作简便、可实现数字化和智能化测量的电子微力矩测试仪。
[0004]为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的:所提供的电子微力矩测试仪由微量电子天平、静压气浮轴承、稳定基座、力矩器、精密进给主轴、平衡块和力臂杆组成，微量电子天平和一端作用在电子天平刀口上的力臂杆构成力矩转换测量机构，静压气浮轴承安装在稳定基座上，其输出轴端与力臂杆的另一端连接，力矩器包括安装在力矩器定子工装孔内的力矩器定子和安装在力矩器转子工装孔内的力矩器转子，力矩器定子工装同轴安装在静压气浮轴承输入轴上，力矩器转子工装同轴安装在可沿其轴向做正反向进给运动的精密进给主轴上，平衡块设置在静压气浮轴承输出端杆上。
[0005]实际工作中，在安装好被测力矩器后，由气动元件推动精密进给主轴进给到设定的位置，给力矩器转子通电，于是力矩器定子就会产生电磁力矩作用在同轴安装的静压气浮轴承上，由于静压气浮轴承的摩擦力矩极其微小(摩擦力矩不大于0.4mg.cm)，这样就可以无耗损地将力矩转化为压力通过在静压气浮轴承主轴设置的力臂传递给固定在微量电子天平的刀口上，电子微量天平敏感压力并给出数字化的压力值，此压力值乘以力臂长度值即为力矩测量值。
[0006]与现有技术相比，本实用新型具有的主要优点是:
[0007]—、本实用新型针对目前机械天平测量微力矩的存在的问题，首次提出了将微量电子天平技术应用到微力矩测试，极大地提高了测量精度，实现了数字化和智能化；
[0008]二、采用静压气浮轴承支承测量力矩器，使支点摩擦力矩减小到0.04mg.cm，极大地减小了支点的摩擦力矩干扰，从而无损耗地将力矩转化为电子天平可以敏感的重力；
[0009]三、本实用新型采用了力矩偏置技术，保证了正反两个方向力矩作用力臂恒定，保证了微力矩测试精度；
[0010]四、本实用新型相对传统精密机械天平测量微量力矩而言操作简捷，对操作人员的技术水平要求不高，性价比高。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
[0012]图2是本实用新型所述电子微力矩测试仪的测量原理图。
[0013]图3是本实用新型力矩转换与力矩偏置结构图。
[0014]图4是本实用新型被测量件陀螺力矩器的安装结构图。
[0015]图中各数字标号的名称分别是:1 一微量电子天平，2 —电子天平刀口，3 —静压气浮轴承，4 一稳定基座，5 一力矩器定子工装，6 —力矩器转子，7 一力矩器定子，8 一力矩器转子工装，9 一精密进给主轴，10 一平衡块，11 一力臂杆，12 一静压气浮主轴，13 一静压气浮轴承输出轴，14 一静压气浮轴承输入轴，15 一转子导线。
【具体实施方式】
[0016]以下将结合附图对本【实用新型内容】做进一步说明，但本实用新型的实际应用结构并不仅限于图示的实施例。
[0017]参见图1，本实用新型所述的电子微力矩测试仪由微量电子天平1、电子天平刀口2、静压气浮轴承3、稳定基座4、力矩器、精密进给主轴9、平衡块10、力臂杆11组成。其中微量电子天平1、电子天平刀口 2和作用在电子天平刀口 2上的力臂杆11构成力矩转换测量机构，静压气浮轴承3安装在稳定基座4上，力矩器由力矩器定子工装5、力矩器转子6、力矩器定子7、力矩器转子工装8组成。力矩器定子7安装在力矩器定子工装5孔内，力矩器定子工装5同轴的安装在静压气浮轴承输入轴14上，将力矩器产生的力矩传递到气浮轴承的输出轴，再由安装在静压气浮轴承输出轴13上的力臂杆11将力矩转化为压力作用到刀口 2上。力矩器转子6同轴地安装在力矩器转子工装8孔内，力矩器转子工装8同轴地安装在精密进给主轴9上，精密进给主轴9可以沿其轴向做正反向进给，进给量为X = 100mm,方便被测量件的装卸。平衡块10在静压气浮轴承输出轴13上，用来调节静压气浮轴承输入输出两端的负载平衡。工作时由力矩转换测量机构将力矩转换为微量电子天平可以测量的重力，压气浮轴承实现了毫无损耗的将力矩器产生的力矩传递给力矩转换测量机构，从而实现了高精度微力矩测量。
[0018]图2是该电子微力矩测试仪的测量原理图。图中M为被测量力矩(mN.mm)，M '为偏置力矩(mN.mm)，F为作用压力(mN)，-F为负作用压力(mN)，mg为力臂杆11的重量(mN)，L为力臂长度(mm)，L '为力臂杆11的重心至静压气浮轴承3输出轴线的距离(mm)。
[0019]为了保证正反方向微力矩测量精度的对称性，首先要解决的问题是保证正反方向微力矩测量作用力臂长度相等，本实用新型测量微力矩的原理是正反方向微力矩测量采用一个作用力臂，保证了作用力臂长度相等。正反方向微力矩测量采用一个作用力臂的首要条件是，先给静压气浮轴承3人为的施加一个固定力矩，施加的固定力矩应不小于测量范围，在这个施加的固定力矩的基础上测量正向力矩，其测量力矩为增量，力矩值变大，测量负向力矩其测量力矩为减量，力矩值变小，条件是只要负向力矩不大于施加的固定力矩值，在这里将这个施加的固定力矩值称为偏置力矩M '，如果采用微电子天平的清零除皮功能，将这个施加的固定力矩清零除皮，以这个施加的固定力矩值为零位，就可测量到实际力矩变化量。
[0020]力矩器产生的力矩M即被测量力矩，作用于力矩器定子7上，力矩器定子安装在静压气浮主轴12上，静压气浮轴承3无摩擦的支承着静压气浮主轴12，静压气浮主轴12将被测量力矩传递给力臂杆11，力臂杆11在力矩作用下产生的正压力F或负压力-F作用于电子天平刀口 2上，电子天平刀口 2将正压力F或负压力-F再作用于微量电子天平，微