自动化测量中的新型涡流闸测功机

　　1普通涡流闸测功机的结构

　　普通涡流闸测功机主要由磁极、激磁绕组、钢质涡流盘及指示转矩值的指针组成,由可调直流电源对激磁绕组供电。磁极可随其轴转动某一角度,固定在轴上的指针可指示测功机转矩值的大小,测量中,由于激磁绕组的电阻随温度变化而变化,电源的波动、磁极本身的加工、装配不平衡等因素,都可能产生测量误差,同时由于为指针式测量装置,因此不适合用于自动化测量中。

　　2新型涡流闸测功机的结构特点

　　新型涡流闸测功机与普通涡流闸测功机有以下不同点:(1)磁极为固定的,无指针指示转矩值;(2)涡流盘为铝合金材料,温度系数低,转动惯性小;(3)磁极绕组由精密恒流源供电;(4)涡流盘轴一端与被试电机连接,另一端装有一个齿槽相间测转速用的铝合金薄圆盘。

　　3基本工作原理

　　当被试电动机拖动新型涡流闸测功机旋转时,该机激磁绕组用精密恒流源激磁,在旋转的涡流盘中产生电势:

　　式中:磁感应强度B=KI;

　　I—激磁电流;

　　K—系数;

　　l—涡流电路有效导体长度;

　　v—在磁场中,涡流盘线速度。

　　涡流电路中,电涡流由下式给出:

　　式中:R—涡流电路中阻抗。

　　因此在磁场中转动的涡流盘产生电磁制动力矩:

　　式中:r—涡流盘的旋转半径。

　　制动力矩如下式表示:

　　4新型涡流闸测功机的应用

　　由式(4)可知:经过标定的新型涡流闸测功机转矩T正比于I2v的乘积,而激磁电流I和电机转速(即涡流盘转速)可由微机实时采样测得,并可进行数据处理(包括线性处理),从而,可以确定被试电动机的输出转矩或输出功率。

　　应用新型涡流闸测功机不仅容易实现自动化测量,还可以提高测试精度。

　　5精密恒流源IC的特点及其应用

　　5.1精密恒流源IC的特性

　　精密恒流源IC其最大优点是具有良好的温度特性,高稳定电流和低的起始电压,电流连续可调。

　　5.2新型涡流闸测功机应用的精密恒流源IC

　　新型测功机所用精密恒流源如下图所示,(a)为1A级精密恒流源,(b)为5A级恒流源,可视测功机不同情况选用恒流源。

　　6结束语

　　笔者将具有精密恒流源供电的新型涡流闸测功机用于微电机自动化测量系统中,并达到满意的效果。如果在激磁绕组中采用消磁(即去剩磁)环节,还能进一步提高新型测功机精度,使其精度优于0.2%。

　　刘永乐　杨仲景　王秀珍