JZ型转矩转速传感器使用说明书.doc

JZ型转矩转速传感器使用说明书 1概述JZ型转矩转速传感器（简称传感器）是根据磁电转换和相位差原理，将转矩、转速机械量转换成两路有一定相位差电压信号的一种精密仪器，它与我公司生产的TI系列扭矩仪或TC系列扭矩卡配套使用，能直接测量各种动力机械的转矩、转速和机械功率，具有测量精度高、操作简便、测量范围广等优点，可以测量轴静止状态至额定转速范围的转矩，广泛应用于?各种电机的转矩、转速及功率测试?各种水泵、液压泵的转矩、转速及功率测试?各种风机的转矩、转速及功率测试?各种齿轮箱的转矩、转速及功率测试?各种旋转机械的转矩、转速及功率测试?各种发动机台架的试验1.JZ型转矩转速传感器的基本原理及结构JZ型转矩转速传感器的工作原理如图1。 在弹性轴的两端安装有信号齿轮，两齿轮的上方各装有一个信号线圈，在信号线圈内均装有磁钢，与信号齿轮组成磁电信号发生器。 当信号齿轮随弹性轴转动时，由于信号齿轮的齿顶及齿谷交替周期性的扫过磁钢的底部，使气隙磁场产生周期性的变化，线圈内部的磁通量亦产生周期性变化，使线圈中感生出近似正弦波的交流电信号。 这两组交流电信号的频率相同且与轴的转速成正比，因此可以用来测量转速；这两组交流电信号之图 1、JZ型转矩转速传感器工作原理2间的相位差与其安装的相对位置及弹性轴所传递扭矩的大小及方向有关。 当弹性轴不受扭时，两组交流电信号之间的相位差只与信号线圈及齿轮的安装相对位置有关，这一相位差一般称为初始相位差。 在设计制造时，两齿轮相差半个齿距左右，即两组交流电信号之间的初始相位差在180度左右。 弹性轴受扭时，将产生扭转变形，使两组交流电信号之间的相位差发生变化，在弹性变形范围内，相位差变化的绝对值与转矩的大小成正比。 把这两组交流电信号用专用屏蔽电缆线送入TI系列扭矩仪或通过TC型扭矩卡送入计算机，即可测得转矩、转速及功率的精确值。 图2是JZ型转矩转速传感器机械结构示意图。 为了提高测量精度及信号幅值，两端的信号发生器由安装在弹性轴上的外齿轮、安装在套筒内的内齿轮、固定在机座内的导磁环、磁钢、线圈及导磁支架组成封闭的磁路。 其中，外齿轮与内齿轮齿数相同但不啮合。 套筒的作用是当弹性轴的转速较低或者不转时，通过传感器的小电机经皮带带动套筒，使内齿轮反向转动，提高内、外齿轮之间的相对转速，以增加输出信号幅度,保证转矩测量精度。 但此时输出信号的频率不能用来测量转速。 解决的方法是另外增加转速传感器或者在传感器上增加一个转速测试头。 2.性能指标图 2、JZ型转矩转速传感器机械结构示意图32-1转矩测量精度分为0.1级和0.2级,其基本参数如下表所列基本参数精度等级0.1级0.2级静校误差0.1%0.2%转速变化引起的转矩误差0.2%0.3%同心度误差套筒同心度误差0.1%0.2%轴同心度的误差0.1%0.2%2-2使用条件?温度0-50?相对湿度90%?电源AC(38040)V,频率(502)Hz2-3转矩测量过负载能力?在负载不大于120%额定转矩时，仍然能保证转矩测量精度。 ?在短时冲击负载不大于300%（JZ50-200型为500%）额定转矩时，负载消失后，转矩零点读数变化不大于0.1%。 2-4.其它性能?当转速低于200r/min时，为保证转矩测量精度，必须启动传感器小电机，并使小电机的旋转方向与弹性轴的转向相反。 ?JZL型转矩转速传感器，可立式安装，并可承受一定的轴向力，如传感器的自重。 ?JZG型转矩转速传感器采用压力油强迫润滑方式，用户必须连接供油及回油系统，使用时应先启动回油系统再启动供油系统，停机时，先停供油系统后停回油系统。 3.正确选择传感器为保证测量精度，传感器规格的选择是至关重要的，被测值应尽可能接近所选传感器的最佳测量范围，即满量程的三分之二左右（如1000N.m传感器的最佳测量范围在600N.m附近）。 另外，选用传感器规格还要考虑被测对象的最大转矩和过载一般不大于额定转矩的150%。 传感器具体规格如下表所列44.合理安装及使用JZ型传感器本身只传递扭矩而不能吸收功率（传感器内部的功率消耗一般可忽略不计），也不能产生功率。 因此，当被测对象为原动机（如电动机、内燃机）时，为了使被测对象所产生的机械功率被吸收，必须与一定的负载连接。 负载可以是直流或交流发电机、磁粉制动器、电涡流测功机等，也可以选择其他类型机械作负载。 当被测对象为负载（如发电机、风机、水泵，齿轮箱、液压油泵）时，应与一定的原动机相连接。 在测量齿轮箱等设备的机械效率时，应按扭矩的序号型号额定转矩使用转速范围r/min出厂标准转速r/min附注N.m0.20.51.02.05.0102050100xx001000200050001JZ02JZ05JZ1JZ2JZ5JZ10JZ20JZ50JZ100JZ200JZ500JZ1000JZ2000JZ5000JZ100000600004000卧式0600023040000400010000JZ20000JZ3000020000300005JZL50JZL100JZL200JZL500JZL1000JZL200050100xx00100020000600006000立式604000040007JZG50JZG100JZG200JZG500JZG1000JZG2000JZG5000JZG6000JZG8000JZG10000JZG2000050100xx00100020005000600080001000020000015000按用户要求高速型强迫润滑801200090100005大小选择规格合适的转矩转速传感器，否则将影响机械效率的测量精度。 4-1.一般安装方式JZ型转矩转速传感器使用时的安装方式如图3所示。 应注意的是传感器的驱动端与原动机相连。 增加中间支承的目的是为了保证传感器安装同轴度，使传感器不承受径向力，保证测试数据稳定，也可保护传感器。 如果安装时能保证同轴度，或者由于安装场地的限制，可去掉中间支承。 4-2.安装基础被测对象、传感器、负载及中间支撑应安装在稳固的基础上，以避免各部件发生过大的震动，导致数据不稳，降低测量精度，甚至损坏传感器。 4-3.联轴器联轴器种类较多，在可能条件下，尽可能采用挠性联轴器，使联轴器只传递扭矩，不传递弯矩，在保证强度的前提下应尽可能使联轴器轻巧，这对小规格传感器尤其重要（建议采用铝质合金），联轴器的加工要保证内、外圆同轴度，安装时两边的半联轴器应留1-2mm间隙，这将显著改善传感器的工作条件，保证测量精度。 4-4.安装同轴度为了避免在传感器弹性轴上产生径向力，安装时必须使被测对象、传感器、负载三者之间具有较好的同轴度。 如存在径向力，则会降低测量精度，使弹性轴损坏。 对小规格传感器，尤其应保证安装同轴度。 安装同轴度可用仪器校验，具体方法是启动传感器小电机，转动联轴器360度，观察测量仪扭矩数值的变化，调到最佳状态，数字变化率小于满量程的0.2%。 如果安装同轴度没有达到要求，需要对负载联轴器和被测对象端分开检查（脱开一端检查另一端），直到两端安装都达到要求。 JZ型转矩转速传感器的安装一般为水平安装，也可以作垂直或任意角度的安装，但不允许传感器承受过大的轴向力。 图 3、一般安装方式64-5.传感器与仪器的连接JZ型转矩转速传感器用屏蔽电缆线与TI系列扭矩仪或TC系列扭矩卡连接。 连接方式是信号输出与仪表背面的信号输入相连，信号输出与仪表背面的信号输入相连，或直接把传感器的输出信号连到TC扭矩卡上，并按照TI系列扭矩仪操作说明把传感器铭牌上的系数、量程、齿数等有关参数置入仪器中。 4-6.调零零点调整非常重要，应根据试验的条件不同而采用不同的调零方法。 调零的目的是负载扭矩为零时，仪器的扭矩显示也为零。 只有零点调好后才能提高测量准确度。 ?在负载不允许脱开的情况下，只能启动小电机调零，方法是首先保证主轴处于静止状态，且没有受扭，然后启动传感器的小电机，并使小电机转向与试验时主轴的旋转方向相反，即可与仪器配合,使用仪器的“0”键进行调零。 ?在负载允许脱开且试验过程中主轴转速不低于200r/min的情况下，可以使传感器随原动机一起空载转动，再按仪器“0”键调零。 采用这种方法能够适当提高测量准确度。 ?如果试验过程中主轴转速有低于200r/min的情况，而且允许负载脱开时，按下列方法调零使传感器随主轴一起空载转动，并启动小电机，按仪器“0”键调零。 此时需要注意小电机转向必须与主轴的转向相反。 零点调整注意事项?扭矩调零必须满足两个条件空载；主轴或小电机转动。 ?调整零点后，先做一次全负荷试验，停机后，再按所选择的零点调整方法调整零点，这样可以提高零点调整精度。 ?当再次试验时的主轴转向与前次试验的转向相反时，必须重新调整零点。 ?扭矩调零时的工况，尽量与实际测试工况相一致。 4-7测试注意事项?当试验时轴的旋转方向要改变时，必须重新调整零点，才能开始试验。 在测量工作转速低于200r/min的转矩或制动状态下的扭矩时，都应启动传感器的小电机，并使其旋转方向与试验时轴的旋转方向相反。 ?环境温度的变化会引起测量误差。 因为传感器的弹性轴的剪切弹性模数G不是一个常数，它随着温度的变化而变化。 因此，当使用环境温度与传感器静标定时的温度（传感器铭牌上标明）不相同时，为保证测量精度，应对传感器系数值按下式Xt=Xt01+G（t-t0）进行修正；式中Xt为在温度为t时的传感器系数值；Xt0为传感器静标定系数值，即传感器铭牌上的系数值；G为传感器弹性轴的剪切弹性模量G的温度系数，其单位为/；t为测量时的环境温度；t0为传感器标定系数值时的环境温度。 我公司生产的传感器采用的弹性轴材料为40CrNiMoA，其G为-0.025/。 ?由于轴的旋转方向不同时，作转速特性补偿时所加电阻、电容不可能完全一致，要保证两个方向均达到精度要求，有时须加一个换向开关，以便对不同转向的转速特性作分别补偿。 使用时只需注意换向开关所指方7向与传感器弹性轴的旋转方向一致（传感器安装时，一般以传感器顶部小电机防护罩端与原动机相连，另一端与负载相连。 从原动机一端看，弹性轴顺时针旋转为正转，逆时针旋转为反转）。 如果传感器安装位置离仪器较远，需要换用较长的屏蔽电缆线时，应保证两根电缆线尽可能等长。 在使用过程中应尽可能避免过大的冲击载荷，这往往发生在试验时的启动或停止过程中。 如果启动或停止过程是在瞬间完成，由于转动系统转动惯量的存在，将会使传感器的弹性轴承受过大的瞬时扭矩，使零点不稳定，严重时将损坏弹性轴。 因此，为了避免上述现象发生，建议尽可能减小联轴器的转动惯量，或采用离合器、超越离合器等方式来保护传感器。 ?5.正常维护5-1.保修期限用户在正常使用和维护的条件下，从发货之日起12个月内，如发现传感器损坏或者其精度低于出厂标准时，我厂负责维修或更换。 5-2.传感器轴承的加脂周期JZ型转矩转速传感器（采用强迫润滑的除外）中的滚动轴承均采用润滑脂润滑，其加脂周期可参考下表机座号小轴承规格数量D102223D206D7506D10008054大轴承规格数量加脂周期D10009132加脂周期10个月6个月JZ02-20JZ50-200D206D1152JZL50-200各2JZ500-2000锂基脂10个月6个月JZL500-2000D21023D1202JZ4000-30000D12122个月D1000928218个月备注?表中所给出的轴承加脂周期是按最高工作转速每天工作8小时的条件考虑的，如果工作转速低，或者每天工作时间短，加脂周期可适当延长。 ?对于JZ型传感器，一般情况下工作转速均高于200r/min，故很少启动传感器上的小电机，可以不考虑大轴承的加脂问题。 ?润滑脂的添加量不得多于轴承空隙体积的1/31/2，过多只能增高轴承的工作温度，对润滑是有害的，轴承工作转速愈高，允装量应愈少。 ?JZ5000-30000型传感器上装有压入式油杯，添加润滑脂从此处压入。 其他型号传感器小轴承添加润滑脂时应把轴承盖卸下再添加润滑脂。 85-3.JZ型转矩转速传感器的标定周期JZ型转矩转速传感器属于精密计量仪器，按国家计量部门的规定，我公司规定其标定周期为两年。 6.外形及安装尺寸图JZ型转矩转速传感器的外形及安装尺寸见下表及图 4、图5。 序号型号额定转矩N.m A B D G L H h l S K备注一JZ0.20.512510203050100xx0100xx0050100xx00500100020003000500100020005001000200030005000100002000030000500060008000801xx422217612259.5190二JZ1401803602935521.514JZL418立卧通用39052四JZG38065高速型渐开线花键4004206171五JZ170xx4018490106六JZL44471立卧通用514106七JZG51492高速型渐开线花键490526580660760八JZ220230102-0.038390609013018025矩形花键九JZG65358高速型渐开线花键-0.00594.50-0.31300-0.2580-0。 008120-0.01130-0.035600-0.240-0.04260.0078-0.015-0.065850-0.2-0.2023-0.0740.20-0.171100-0.2460.00814