CN116026524A - 正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法、装置和计算*** - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法、装置和计算***，基于本申请实施例的实施方案，本申请在动态扭矩校准中，动态扭矩的计算考虑了负载的角加速度实际分布情况，动态扭矩值更加准确。通过转动惯量和角加速度量将动态扭矩量溯源到国际单位制（SI），可以建立动态扭矩原级标准。采用本发明的方法，校准正弦扭矩的频率范围较宽，测量不确定度较小，其中幅值扩展不确定度优于0.5%，相移扩展不确定度优于0.5°；校准冲击扭矩的幅值扩展不确定度优于0.5%。
Description
技术领域
本公开涉及计量测试技术领域，尤其涉及一种正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法、装置和计算***。
背景技术
动态扭矩校准广泛地应用于航空、航天、船舶、车辆及机器人等领域，标准动态扭矩量值的溯源技术是动态扭矩校准的关键环节。
正弦扭矩激励一般由电机或液压伺服***产生，如德国联邦物理技术研究院和北京长城计量测试技术研究所均采用正弦信号驱动电机作为激励源，电机带动被校传感器和标准转动惯量块进行角振动，从而产生正弦扭矩。
正弦扭矩量值的溯源，基于作用在扭矩传感器的动态扭矩值等于它带动的负载转动惯量和角加速度之乘积的原理。负载的转动惯量可以溯源，负载某截面的角加速度可以通过激光干涉法进行测量。
以往近似认为负载上各点的角加速度相同，因此采用单点测量到的角加速度乘以负载的转动惯量获得动态扭矩值。如公开号为CN106482894B的授权发明所提供的一种动态扭矩校准装置，其通过转动惯量和角加速度量可以将动态扭矩量溯源到国际单位制(SI)，可以建立动态扭矩原级标准。采用闭环控制的方式产生动态扭矩，可以获得高品质的正弦或其它类型的动态扭矩波形。虽然也建立了动态扭矩值的计算模型，但是，由于负载不是理想刚体，其上各点的角加速度是不同的，近似认为其相等将导致较大的误差，因此，本申请有必要改进其动态扭矩的溯源方法。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出一种正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法、装置和计算***。
本申请一方面，提出一种正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法，包括如下步骤：
获得标准转动惯量块底部的角加速度及气浮轴系底部的角加速度
计算标准转动惯量块产生的扭矩分量M1；
计算传感器与标准转动惯量块之间的气浮轴系和连接机构产生的扭矩分量M2；
计算扭矩传感器的等效转动惯量产生的扭矩分量M0；
计算作用在扭矩传感器上的动态扭矩量值M(t)：
M(t)＝M0+M1+M2。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，获得标准转动惯量块底部的角加速度包括：
通过激光干涉仪测量获得标准转动惯量块底部的角加速度为标准转动惯量块的角加速度分布为：
式中：
z-转动惯量块高度坐标，底部为0点，单位m；
t-时间，单位s；
ω0-角振动频率，单位rad/s；
ρ-密度，单位kg/m3；
G-剪切弹性模量，单位GPa；
L-标准转动惯量块高度，单位m。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，计算标准转动惯量块产生的扭矩分量M1，包括：
获取标准转动惯量块底部的角加速度
根据下式标准转动惯量块产生的扭矩分量M1：
式中，-标准转动惯量块底部的角加速度；
r-标准转动惯量块的直径，单位m；
S-标准转动惯量块的横截面面积，单位m2。
J-标准转动惯量块的转动惯量，单位kg m2。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，计算传感器与标准转动惯量块之间的气浮轴系和连接机构产生的扭矩分量M2，包括：
采用有限元分析方法计算出气浮轴系和连接件结构内部任意一点的角加速度进行数值积分计算出扭矩M2为：
作为本申请的一可选实施方案，可选地，计算扭矩传感器的等效转动惯量产生的扭矩分量M0，包括：
式中，J0-扭矩传感器等效转动惯量。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，在计算作用在扭矩传感器上的动态扭矩量值M(t)之后，还包括：
通过比较动态扭矩量值M(t)及高速数据采集卡采集到的扭矩传感器输出的电信号，获得扭矩传感器的动态特性。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，在获得标准转动惯量块底部的角加速度及气浮轴系底部的角加速度之前，还包括：
动态扭矩校准装置采用分体式力矩电机驱动转动惯量负载产生扭矩，按照所需要激励的动态扭矩波形产生旋转运动；扭矩传感器感受所产生的扭矩量，输出电信号；
采用激光干涉仪与光栅合作、激光干涉仪与光栅合作，激光干涉仪的入射光和衍射光符合光栅方程：
其中，k是衍射序列(k＝±1)，g是光栅常数，λ是激光的波长，α是入射角，β是衍射角；
调整入射角使其和一级衍射光角度相同，使得激光干涉仪的入射和反射光重合；激光干涉仪接收反射光，得到光电信号；
激光干涉仪和激光干涉仪输出的电信号由高速数据采集卡同步采集，经处理获得转动的角位移、角速度进而得到角加速度。
本申请另一方面，提出一种实现所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法的装置，包括：
角加速度获取模块，用于获得标准转动惯量块底部的角加速度及气浮轴系底部的角加速度
第一计算模块，用于计算标准转动惯量块产生的扭矩分量M1；
第二计算模块，用于计算传感器与标准转动惯量块之间的气浮轴系和连接机构产生的扭矩分量M2；
第三计算模块，用于计算扭矩传感器的等效转动惯量产生的扭矩分量M0；
第四计算模块，用于计算作用在扭矩传感器上的动态扭矩量值M(t)：
M(t)＝M0+M1+M2。
本申请另一方面，还提出一种计算***，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法。
本发明的技术效果：
基于本申请实施例的实施方案，本申请在动态扭矩校准中，动态扭矩的计算考虑了负载的角加速度实际分布情况，动态扭矩值更加准确。通过转动惯量和角加速度量将动态扭矩量溯源到国际单位制(SI)，可以建立动态扭矩原级标准。采用本发明的方法，校准正弦扭矩的频率范围较宽，测量不确定度较小，其中幅值扩展不确定度优于0.5％，相移扩展不确定度优于0.5°；校准冲击扭矩的幅值扩展不确定度优于0.5％。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1为本发明动态扭转激励台结构示意图；
图2为本发明动态扭矩测控***的示意图；
图3为本发明激光干涉角加速度测量装置；
图4为本发明动态扭矩控制***；
图5为本发明正弦扭矩信号处理流程；
图6为本发明时域微分方法处理冲击扭矩信号流程图；
图7为本发明频域微分法处理冲击扭矩信号流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
本实施例的实施，部分技术是基于公开号为CN106482894B的授权发明所提供的一种动态扭矩校准装置进行实施的，因此，在本实施例，相关的技术描述具体参见该公开文件，本实施例不再赘述。
实施例1
本发明的动态扭矩控制***采用电机驱动标准转动惯量块的方式产生动态扭矩。如附图1所示，采用分体式无刷力矩电机作为扭矩发生器，电机转子带动下气浮轴、反馈光栅、被校扭矩传感器、上气浮轴及柱状光栅、标准转动惯量块一起运动，通过测量安装在被校扭矩传感器上方运动部件的有效载荷惯量以及运动时的角加速度大小，计算获得扭矩量值。为产生高品质的扭矩波形，采用附图3所示闭环控制方式对电机进行控制。
标准转动惯量块的转动惯量为已知量，连接标准转动惯量块和扭矩传感器之间轴系的空载转动惯量可以精确测量。电机采用分体式永磁力矩电机作为扭矩发生器，电机本身没有输出轴和轴承，将转子直接安装在运动轴上，将定子安装在静止部分；采用两只气浮轴系抑制非回转运动，气浮轴系在减小摩擦阻力矩的同时，上气浮轴系用于减小被校传感器上部有效惯量载荷的回转误差以及转动惯量块对扭矩传感器的轴向作用力，下气浮轴系则有效减小电机输出轴的窜动和摆动，动态扭矩激励装置的运动部分与静止部分没有机械接触，极大地降低了摩擦阻力矩对动态扭矩测量准确度的影响。
被校扭矩传感器6利用上接口5和下接口8进行安装；台面光栅1和柱状光栅4用于角加速度参数测量；上气浮轴2与上轴承座4构成上气浮轴系；升降杆7是精密导轨，用于安装和导引，使上气浮轴、扭矩传感器和下气浮轴同轴；反馈光栅9用于转动控制***的角运动测量反馈；锁紧螺母10用于缩紧可移动***；下气浮轴11和下轴承座12构成下气浮轴系；将电机转子13直接安装在运动轴上，将电机定子14安装在静止部分；底座16用于固定、安装和支撑各分***。
移动调节下轴承座，带动安装其上的电机转子、定子、下气浮轴系、反馈光栅及被校扭矩传感器等向上移动，使被校传感器与上接口连接并锁紧。上接口、柱状光栅和标准转动惯量块安装在上气浮轴上，形成有效载荷惯量。当驱动电机时，电机转子带动下气浮轴、反馈光栅、被校扭矩传感器、上气浮轴及柱状光栅、标准转动惯量块一起运动，通过测量安装在被校扭矩传感器上方运动部件的有效载荷惯量以及运动时的角加速度大小，计算获得动态扭矩量值。
该装置可以产生正弦扭矩和冲击扭矩，具有干扰力矩小、波形质量好、动态扭矩量值易于溯源等特点，激励源的典型参数如表1所示。
表1 动态扭矩激励源基本特性
如附图2所示，动态扭矩校准数据采集和分析采用如附图2所示基于PXI总线计算机的***。该******1个计算机模块、1个高速数据采集模块、2个数据采集模块、1个任意波发生模块、1个控制模块。计算机模块是***的核心，用于运行软件和数据存储。任意波发生模块可以将数字信号通过16位D/A转换为模拟信号，用于电机的控制。控制模块用于气源的控制。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，在获得标准转动惯量块底部的角加速度及气浮轴系底部的角加速度之前，还包括：
步骤一：动态扭矩校准装置采用分体式力矩电机驱动转动惯量负载产生扭矩，按照所需要激励的动态扭矩波形产生旋转运动；扭矩传感器感受所产生的扭矩量，输出电信号；
步骤二：采用激光干涉仪(1)与光栅(1)合作、激光干涉仪(2)与光栅(2)合作，激光干涉仪的入射光和衍射光符合光栅方程：
其中，k是衍射序列(k＝±1)，g是光栅常数，λ是激光的波长，α是入射角，β是衍射角；
调整入射角使其和一级衍射光角度相同，使得激光干涉仪的入射和反射光重合；激光干涉仪接收反射光，得到光电信号；
步骤三：激光干涉仪1和激光干涉仪2输出的电信号由高速数据采集卡同步采集，经处理获得转动的角位移、角速度进而得到角加速度。步骤一输出的电信号经过放大后由数据采集卡1采集。
高速数据采集卡和数据采集卡1通过PXI总线控制实现同步采集。数据采集模块1和数据采集模块2分别用于采集扭矩传感器的输出信号和光栅读数头的输出信号，它们分别是单通道的24位A/D，每个通道的采样频率为1MHz。数据采集卡2测量光栅读数头输出信号，通过计算获得角位移信号。角位移信号和扭矩传感器的输出信号输入数字控制***软件，通过计算获取最佳的控制参数，通过任意波发生器输出电信号对电机进行控制，以产生需要的扭矩波形。扭矩波形可以是正弦、半正弦、随机或其它所需要的波形。
本申请一方面，提出一种正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法，包括如下步骤：
步骤四：获得标准转动惯量块底部的角加速度包括：
通过激光干涉仪测量获得标准转动惯量块底部的角加速度为标准转动惯量块的角加速度分布为：
式中：
z-转动惯量块高度坐标，底部为0点，单位m；
t-时间，单位s；
ω0-角振动频率，单位rad/s；
ρ-密度，单位kg/m3；
G-剪切弹性模量，单位GPa；
L-标准转动惯量块高度，单位m。。
步骤五：根据下式标准转动惯量块产生的扭矩分量M1：
式中，-标准转动惯量块底部的角加速度；
r-标准转动惯量块的直径，单位m；
s-标准转动惯量块的横截面面积，单位m2。
J-标准转动惯量块的转动惯量，单位kg m2.。
作为本申请的一可选实施方案，可选地，计算传感器与标准转动惯量块之间的气浮轴系和连接机构产生的扭矩分量M2，包括：
步骤六：气浮轴系和连接件构成一体结构，其上部截面的角加速度为下部截面的角加速度通过上述两个边界条件，采用有限元分析方法计算出气浮轴系和连接件结构内部任意一点的角加速度进行数值积分计算出扭矩M2为：
步骤七：计算扭矩传感器的等效转动惯量产生的扭矩分量M0，包括：
式中，J0-扭矩传感器等效转动惯量。
步骤八：扭矩传感器输出测量的动态扭矩量值M按下式计算：
M(t)＝M0+M1+M2。
在计算作用在扭矩传感器上的动态扭矩量值M(t)之后，还包括：
通过比较动态扭矩量值M(t)及高速数据采集卡采集到的扭矩传感器输出的电信号，获得扭矩传感器的动态特性。
步骤九：通过比较步骤四所得的动态扭矩量值M及步骤三高速数据采集卡采集到的扭矩传感器输出的电信号，获得扭矩传感器的动态特性。
动态扭矩值M(t)由步骤八的计算。J2为扭矩传感器的等效转动惯量，它为扭矩传感器测量敏感元件以上的传感器结构的转动惯量，它在动态校准中也产生扭矩作用于敏感元件上。J2通过两次测量进行计算。
扭矩传感器的灵敏度S表示为：
式中：U是扭矩传感器的输出电压；
传感器的等效转动惯量J0由下述方法获得：
首先选定某个已知量值的标准转动惯量块J1a进行校准，获得扭矩传感器的输出电压Ua和M1a、M2a及将标准转动惯量块卸掉，更换成另一量值不同的标准转动惯量块J1b进行校准，获得扭矩传感器的输出电压Ub和M1b、M2b及灵敏度S的公式中，扭矩传感器的灵敏度S在两次校准中不变，则：
由上式可以求出J0值。
正弦扭矩信号处理方法：在校准频率为f时，通过激光干涉测量***得到的角位移系列s(n)和扭矩传感器的输出随时间变化的系列Ut(n)可以计算出各自正弦波的幅值和相位。如附图5示，首先对两个系列分别进行带通滤波，选择适当的滤波器可以滤除噪声，同时应避免影响信号的幅值和相位。采用相同的滤波参数对干涉仪输出的位移信号和扭矩传感器输出的电压信号进行滤波，以减少滤波器不一致引入的测量误差。计算正弦波的幅值和相位可采用DFT法或正弦拟合法。通过上述处理，获得正弦扭矩的幅值MAmp和相位MPha，扭矩传感器输出电信号的幅值UAmp和相位UPha。扭矩传感器的灵敏度由公式(9)求出，相移由公式(10)求出。
Δθ＝UPha-MPha (10)。
其它频点正弦扭矩校准，信号处理方法同上。通过对一系列频点正弦扭矩的校准，获得其在不同频率下的幅值灵敏度和相移。
冲击扭矩信号处理方法：由激光干涉仪测量到的是角位移信号，由角位移信号获得角加速度信号需要进行两次微分，而微分过程将引入噪声，降低信号的信噪比。因此，冲击信号的处理关键是采用各种方法抑制噪声。对冲击信号进行微分可以采用时域或频域微分两种方法。附图6为时域微分方法处理冲击角加速度信号流程图；附图7为频域微分法处理冲击角加速度信号流程图。无论采用哪种方法，较理想、光滑的半正弦激励波形是基础，选用适当的低通滤波器是关键。信号的微分过程将使其信噪比大幅下降，在微分前后都需要对信号进行滤波。通过冲击扭矩的时域波形，可以获得其扭矩峰值MPeak；通过扭矩传感器的输出可以获得其电压峰值UPeak，扭矩传感器的幅值灵敏度SPeak为：
动态扭矩校准装置的典型计量特性如表2所示，采用本发明的方法，校准正弦扭矩的频率范围较宽，测量不确定度较小，其中幅值扩展不确定度优于0.5％，相移扩展不确定度优于0.5°；校准冲击扭矩的幅值扩展不确定度优于0.5％。
表2 动态扭矩校准装置计量特性
因此，在动态扭矩校准中，动态扭矩的计算考虑了负载的角加速度实际分布情况，动态扭矩值更加准确。通过转动惯量和角加速度量将动态扭矩量溯源到国际单位制(SI)，可以建立动态扭矩原级标准。采用本发明的方法，校准正弦扭矩的频率范围较宽，测量不确定度较小，其中幅值扩展不确定度优于0.5％，相移扩展不确定度优于0.5°；校准冲击扭矩的幅值扩展不确定度优于0.5％。
实施例2
基于实施例1的实施原理，本申请另一方面，提出一种实现所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法的装置，包括：
角加速度获取模块，用于获得标准转动惯量块底部的角加速度及气浮轴系底部的角加速度
第一计算模块，用于计算标准转动惯量块产生的扭矩分量M1；
第二计算模块，用于计算传感器与标准转动惯量块之间的气浮轴系和连接机构产生的扭矩分量M2；
第三计算模块，用于计算扭矩传感器的等效转动惯量产生的扭矩分量M0；
第四计算模块，用于计算作用在扭矩传感器上的动态扭矩量值M(t)：
M(t)＝M0+M1+M2。
上述各个模块的功能原理具体参见实施例1的描述，本实施例不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各控制方法的实施例的流程。上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各控制方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)、快闪存储器(FlashMemory)、硬盘(HardDiskDrive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
实施例3
更进一步地，本申请另一方面，还提出一种计算***，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现实施例1所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法。
本公开实施例来计算***包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的存储器。其中，处理器被配置为执行可执行指令时实现前面任一所述的一种正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法。
此处，应当指出的是，处理器的个数可以为一个或多个。同时，在本公开实施例的计算***中，还可以包括输入装置和输出装置。其中，处理器、存储器、输入装置和输出装置之间可以通过总线连接，也可以通过其他方式连接，此处不进行具体限定。
存储器作为一计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序和各种模块，如：本公开实施例的一种正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法所对应的程序或模块。处理器通过运行存储在存储器中的软件程序或模块，从而执行计算***的各种功能应用及数据处理。
输入装置可用于接收输入的数字或信号。其中，信号可以为产生与设备/终端/服务器的用户设置以及功能控制有关的键信号。输出装置可以包括显示屏等显示设备。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (9)
1.一种正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
获得标准转动惯量块底部的角加速度及气浮轴系底部的角加速度
计算标准转动惯量块产生的扭矩分量M1；
计算传感器与标准转动惯量块之间的气浮轴系和连接机构产生的扭矩分量M2；
计算扭矩传感器的等效转动惯量产生的扭矩分量M0；
计算作用在扭矩传感器上的动态扭矩量值M(t)：
M(t)＝M0+M1+M2。
2.根据权利要求1所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法，其特征在于，获得标准转动惯量块的角加速度分布包括：
通过激光干涉仪测量获得标准转动惯量块底部的角加速度为标准转动惯量块的角加速度分布为：
式中：
Z—转动惯量块轴向高度坐标，底部为0点，单位m；
t—时间，单位s；
ω0-角振动频率，单位rad/s；
ρ-密度，单位kg/m3；
G-剪切弹性模量，单位GPa；
L-标准转动惯量块高度，单位m。
3.根据权利要求1所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法，其特征在于，计算标准转动惯量块产生的扭矩分量M1，包括：
获取标准转动惯量块底部的角加速度根据下式标准转动惯量块产生的扭矩分量M1：
式中：
-标准转动惯量块底部的角加速度；
r-标准转动惯量块的直径，单位m；
S-标准转动惯量块的横截面面积，单位m2；
J-标准转动惯量块的转动惯量，单位kgm2。
4.根据权利要求1所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法，其特征在于，计算传感器与标准转动惯量块之间的气浮轴系和连接机构产生的扭矩分量M2，包括：
采用有限元分析方法计算出气浮轴系和连接件结构内部任意一点的角加速度进行数值积分计算出扭矩M2为：
5.根据权利要求1所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法，其特征在于，计算扭矩传感器的等效转动惯量产生的扭矩分量M0，包括：
式中，J0-扭矩传感器等效转动惯量。
6.根据权利要求1所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法，其特征在于，在计算作用在扭矩传感器上的动态扭矩量值M(t)之后，还包括：
通过比较动态扭矩量值M(t)及高速数据采集卡采集到的扭矩传感器输出的电信号，获得扭矩传感器的动态特性。
7.根据权利要求1所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法，其特征在于，在获得标准转动惯量块底部的角加速度及气浮轴系底部的角加速度之前，还包括：
动态扭矩校准装置采用分体式力矩电机驱动转动惯量负载产生扭矩，按照所需要激励的动态扭矩波形产生旋转运动；扭矩传感器感受所产生的扭矩量，输出电信号；
采用激光干涉仪(1)与光栅(1)合作、激光干涉仪(2)与光栅(2)合作，激光干涉仪的入射光和衍射光符合光栅方程：
其中，k是衍射序列(k＝±1)，g是光栅常数，λ是激光的波长，α是入射角，β是衍射角；
调整入射角使其和一级衍射光角度相同，使得激光干涉仪的入射和反射光重合；激光干涉仪接收反射光，得到光电信号；
激光干涉仪(1)和激光干涉仪(2)输出的电信号由高速数据采集卡同步采集，经处理获得转动的角位移、角速度进而得到角加速度。
8.一种实现权利要求1-7中任一项所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法的装置，其特征在于，包括：
角加速度获取模块，用于获得标准转动惯量块底部的角加速度及气浮轴系底部的角加速度
第一计算模块，用于计算标准转动惯量块产生的扭矩分量M1；
第二计算模块，用于计算传感器与标准转动惯量块之间的气浮轴系和连接机构产生的扭矩分量M2；
第三计算模块，用于计算扭矩传感器的等效转动惯量产生的扭矩分量M0；
第四计算模块，用于计算作用在扭矩传感器上的动态扭矩量值M(t)：
M(t)＝M0+M1+M2。
9.一种计算***，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现权利要求1至7中任一项所述的正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210998124.8A CN116026524A (zh) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | 正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法、装置和计算*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210998124.8A CN116026524A (zh) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | 正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法、装置和计算*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN116026524A true CN116026524A (zh) | 2023-04-28 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210998124.8A Pending CN116026524A (zh) | 2022-08-19 | 2022-08-19 | 正弦扭矩校准中的动态扭矩计算方法、装置和计算*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116026524A (zh) |
-
2022
- 2022-08-19 CN CN202210998124.8A patent/CN116026524A/zh active Pending
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