一、应变式扭矩仪测量信号的无线传输技术（论文文献综述）
刘凤龙[1]（2021）在《高频衬垫摩擦磨损试验机设计及研究》文中研究说明自润滑衬垫是航空自润滑关节轴承的重要组成部分,自润滑衬垫的摩擦磨损性能和承载能力对自润滑关节轴承的服役性能和使用寿命有很大影响。为了满足自润滑衬垫性能试验的要求,本文设计了一台高频衬垫摩擦磨损衬垫试验机,对摩擦扭矩在线检测相关问题进行了分析。主要研究内容如下:根据自润滑衬垫试验的原理和要求,明确了衬垫试验机的功能要求和主要技术指标。首先对试验机进行整体方案设计,确定了试验机的整体布局。而后对试验机各子系统进行了设计,最后对试验机关键零件进行强度校核。本文设计的试验机达到了加载力3000N时,最高摆动频率35Hz的要求,且操作简单,工作可靠。对影响摩擦扭矩检测精度的因素进行分析。对扭矩传感器误差进行定性分析,确定了传感器弹性轴的动态响应对摩擦扭矩的影响趋势。对扭矩采集系统进行了分析,总结了扭矩的频率效应出现的原因,并提出解决方案,克服了摩擦扭矩的频率效应。利用Adams软件对惯性扭矩进行量分析,得到惯性扭矩对摩擦扭矩检测精度的影响规律,随着频率的提高,惯性扭矩对摩擦扭矩检测精度的影响越来越显着,在加载力3000N,摆动频率大于30Hz后,惯性扭矩开始大于摩擦扭矩。利用衬垫试验机进行了惯性扭矩试验,建立惯性扭矩误差的数学模型,利用Labview软件编写试验机摩擦扭矩检测误差程序,对摩擦扭矩检测进行误差补偿。为了减小更高摆频时摆动系统的惯性扭矩,本文设计了扭矩检测装置,并对检测装置进行了动力学分析,对检测精度和关键零部件强度进行了评估,结果证明,检测装置的检测误差皆小于2%,能比较准确的测量摩擦扭矩,降低试验机摆动系统的惯性扭矩的同时,还降低了试验机体积与制造成本。
刘玉芬[2]（2020）在《轮式装载机液力变矩器输出轴功率测试技术的研究》文中研究说明输出轴是轮式装载机液力变矩器的零部件之一,承担着传递扭矩的作用,输出轴工作的稳定性与液力变矩器的性能息息相关。轮式装载机液力变矩器输出轴的轴功率是液力变矩器与变速箱匹配及优化的重要参数,是检验装载机液力变矩器性能是否达标的重要指标,是监测装载机液力变矩器运行状态的重要手段,是判断装载机液力变矩器维修或改造效果的有效方法,因此,对装载机液力变矩器输出轴的轴功率进行测量是十分必要的。为了获得液力变矩器输出轴的功率,本文对液力变矩器输出轴的转速和扭矩分别进行了测量。截至现在,有关动力机械传动轴转速的测量技术已经相当成熟,转速测量的精度也逐渐达到了要求,但是有关动力机械传动轴扭矩的测量技术仍然是一个难点,所以如何高效准确地测量轮式装载机液力变矩器输出轴的扭矩成为本文的主要研究内容。对液力变矩器输出轴扭矩的测量部分:本文叙述了扭矩传感器的研究现状,分析了扭矩传感器的测量原理,通过对比分析五种比较常见的扭矩传感器和三种数据传输方式的优缺点及其适用范围,最终决定使用应变型扭矩传感器与无线传输技术相结合的扭矩测量方法获取液力变矩器输出轴的扭矩。首先利用三维建模软件Catia建立了液力变矩器输出轴的三维模型,并将其导入到Ansys Workbench中进行静态和动态特性分析,随后对扭矩测量系统进行硬件电路的整体设计,其中包括电源电路、放大电路以及滤波电路等模块。各电路模块设计完成后,将其加工制作成PCB电路板并焊接相关电子元器件,测量系统采用Arduino开发板对扭矩数据进行处理,数据的无线收发是通过无线数传模块WSN-02实现的,测量系统软件部分是在开发环境Arduino IDE中实现程序编译的。最后将设计的PCB电路板、Arduino开发板以及无线数传模块等扭矩测量硬件部分组装在一起,将编写的无线收发程序烧写进Arduino开发板中,实现扭矩测量系统的软硬件结合。对液力变矩器输出轴转速的测量部分:本文采用霍尔效应式转速传感器测量输出轴的转速,为了安装方便,利用Catia设计了转速传感器测量支架的三维模型,进行转速测量实验时先将支架安装在装载机机体上,再将转速传感器安装在支架上。本文利用拉压机对整套扭矩测量系统进行加载试验验证测量系统的可行性,并搭建了扭矩和转速测量实验平台,将设计的扭矩传感器和转速传感器安装在装载机液力变矩器输出轴上进行了实车实验,实验结果表明本文设计的输出轴功率测量系统能够实现扭矩和转速的实时测量和显示,验证了测量系统的可行性和准确度。
张弛[3]（2020）在《螺旋桨扭矩实验台的设计与实现》文中研究表明近几年,随着国家科技创新的发展,无人机在农业领域应用越来越广泛,国家对植保无人机投入越来越大,受到国家高度重视。螺旋桨是为植保无人机提供升力的重要部件,对植保无人机的性能影响十分重大,而螺旋桨的扭矩、升力及转速是反应螺旋桨性能的重要参数,因此,准确测量并实时显示桨轴扭矩,螺旋桨升力及螺旋桨转速就成为了一项在植保无人机领域的重要课题。本文设计了一套以STM32单片机为核心,可实时测量桨轴扭矩,螺旋桨升力及螺旋桨转速,并能将测得的实验数据无线发送给接收设备,同时也可与Lab VIEW进行串口通信并将测量得到的实验数据在虚拟仪器上显示并能监控其变化规律的螺旋桨实验台。本系统既可通过无线设备将数据在接收设备上显示又可在虚拟仪器上显示,主要是为了方便操作员在实验时可在较远处手持接收设备观察实验数据。该实验台可以准确方便地测量出单个桨轴扭矩,螺旋桨升力及螺旋桨转速的实际值,可作为植保无人机的重要研发平台,并为植保无人机的研发提供重要的数据支撑。论文首先介绍了扭矩传感器、转速传感器、压力传感器和无线传输模块的选型及扭矩、升力和转速的测量原理,根据实验要求设计了整体电路图,包括应变片式传感器测量电路、转速测量电路、电源电路、复位电路、SPI FLASH电路和无线传输模块电路,并完成了各硬件之间的线路连接。同时为了保证实验数据的准确可靠,将扭矩和升力多次逐个用砝码进行标定实验,并进行线性回归分析,将测得线性回归系数代入程序减少误差。其次介绍了实验台的软件设计,包括扭矩测量模块程序、转速测量模块程序、压力测量模块程序、无线传输模块程序和串口通信模块程序,其中扭矩测量模块程序、转速测量模块程序、压力测量模块程序和无线传输模块程序是用c语言编程在keil 5上完成,串口通信模块程序是在Lab VIEW8.6上用图形化编程语言完成。最后将测量得到的实验数据在Lab VIEW上进行多项式拟合,得到时间——转速、时间——扭矩和时间——升力三条曲线,分析并预测其规律,为螺旋桨实验台的操控提供数据支撑。本实验分别在keil5和Lab VIEW 8.6上对下位机和上位机进行编程,下位机采用的是stm32f103ZET6作为MCU的单片机,主要是测量螺旋桨转速、螺旋桨升力及桨轴力矩并完成与上位机的通信。下位机主要是将测量得到的实验数据通过最小二乘法原理在Lab VIEW上进行多项式拟合,得到拟合曲线,分析三条曲线的规律,实现对螺旋桨实验台的监控与预测,完成人机交互。
马露露[4]（2020）在《基于无线传输的旋转压电式测力仪的研究》文中提出随着信息化技术与工业的快速融合,极大地激发了工业自动化的发展潜力,工业自动化的发展离不开自动化设备的研发,自动化设备应包含有“思想”的智能化部件。在力矩测试领域,高精密加工一般对切削力的实时监测系统有很高的要求,传统上测力仪一般被放置于工作台上,这种监控方式由测力仪的结构和尺寸制约着实时监测系统的发展,而小体积但监测范围广的旋转式测力仪不仅可以有效地解决传统上线束多、乱、杂的问题,而且还具有操作简单,成本低的特点。压电力传感器因具有高刚度、高固有频率、高灵敏度等特点而受到力矩测试领域的广泛关注和应用。传统上采用的具有高输入阻抗的电荷放大器作为信号处理部分,但这些放大器体积较大不易直接放进小体积的旋转式测力仪中,故设计一种准静态电荷放大电路和微控制器控制的无线传输电路作为信号处理部分并能置于旋转式测力仪内部具有重要的意义。本文设计了一种具有小体积、多支撑点、高精度等特点的旋转压电式测力仪,能够实现切削力的实时监控。研究内容主要如下:1)根据晶片尺寸计算结果设计压电力传感器。通过对传感器多点布置方式分析比较,选择合适的布置方案并建立等效的数学模型,并分析轴向力FZ、切向力Ft、径向力Fr及轴向转矩Mz,其中轴向转矩通过“力?力臂”的形式得到;2)结合分析方案,建立等效的压电测力仪三维结构模型,并检验设计尺寸的合理性,通过ANSYS仿真技术对三维模型进行静力学仿真分析,研究各种工况下可能出现的问题,并通过模态和谐响应分析,为动平衡提供良好的数据支撑;3)利用绝缘栅型场效应管构成前置差分放大电路,提高电路的输入阻抗。通过理论和仿真软件分析电荷放大级电路、二阶滤波电路、灵敏度调节电路、输出端功率放大电路。并基于STM32单片机搭建采集和传输模块电路,包含A/D转换电路和蓝牙无线发送与接收电路,从而实现A/D转换、LCD数据显示、SD Card存储等功能;4)对准静态电荷放大电路进行非线性误差、准确度和重复性对比实验,将集成电路置于测力仪中完成装配后,完成静态和动态标定实验。经解耦分析,本文设计的旋转压电式测力仪非线性误差不超2%,重复性不超3%,满足切削力的实时监控精度需要。
李瑞君[5]（2020）在《施力器用无线测量臂开发和动态特性研究》文中进行了进一步梳理本研究着眼于施力器用无线测量臂的开发,目的在于促进施力器结构的小型化、轻量化、实用化。虽然目前已经成功开发出以PLC为控制核心的第一代施力器,解决了等速训练的控制难题,但由于其采用了静态扭矩传感器进行扭矩采集,不仅使施力器的体积增大、传动链加长、传动间隙变大,且使施力器的运动范围受限,极大的影响了施力器的响应和控制,上述因素导致了施力器难以实用化。本研究面向施力器的信号采集需求,即在不增加施力器结构的基础上实现信号采集,解决第一代施力器结构中存在的问题。首先,对施力器进行受力分析,提出了无线测量臂进行力测量的方案。该方案不但更接近施力器的真实使用情况,而且将力测量功能集成到无线测量臂,施力器的通用性未降低,依旧可以很方便的适用于各种训练器材。与扭力轴等方案相比,还具有更简单、更经济、更准确等优势。在无线测量臂的结构设计方面,选取40Cr Ni Mo作为加工材料,通过计算确定其预设计参数,并利用UG NX和ANSYS Workbench软件对其进行结构优化和静态、动态仿真,结果表明无线测量臂能够达到施力器信号采集的要求。其次,结合无线测量臂的使用特点,设计了高精度信号采集系统。该系统采用信号无线传输和外置电池供电的方式,一方面消除了线缆对施力器活动范围产生的限制,另一方面缩短了全桥电路到高精度信号采集系统的距离,很大程度上减小干扰噪声对信号的影响,提高了无线测量臂的准确性。为了避免因电池欠压导致力信号失真,设计了电源电压监测电路,当电池电压低于预设值时发出预警。除此之外,为了进一步提高信号的准确性,在该系统加入了卡尔曼数字滤波算法。实验结果表明,该系统设计符合预期效果。最后,对无线测量臂进行了标定,验证了无线测量臂设计的合理性与科学性。无线测量臂的成功研制,为施力器结构的小型化、轻量化、实用化奠定了坚实的基础。
解正友[6]（2019）在《面向切削过程在线监测的多传感器集成式智能刀柄研究》文中指出智能制造是“中国制造2025”的主攻方向,而发展面向智能制造的智能产品和智能装备是其中一项重要的战略举措。对制造企业而言,各类智能传感装置能够为切削过程智能监测提供多参数信息,是实现生产自动化,提高加工效率和产品质量,以及降低生产成本的重要基础。因此,开展满足应用需求的智能传感产品设计与监测技术研究,对推动智能制造技术发展具有重要意义和应用前景。针对切削过程多参数信息检测需求和目前传感装置的不足,本文开展了多传感器集成式智能刀柄研究,研制了一种可实现切削过程多维切削力和切削振动同时测量的无线智能刀柄,并基于其开展了切削过程刀具磨损状态在线监测技术研究。针对铣削过程切削力和切削振动检测需求,设计了智能刀柄多参数信息感知总体方案,包括基于电容测微原理的四维力测量方案及直接嵌入加速度传感器的振动测量方案。设计了低向间干扰的电容式多维力/扭感知结构,并建立了四向力解耦方程,通过在标准数控刀柄上设计多组变形梁结构,以变形梁六处位置的变形来实现各向力的可靠解算。通过建立感知结构的受力模型,分析了不同结构参数对变形灵敏度的影响规律,优化并确定了多参数信息感知刀柄的各项结构参数,应用有限元软件分析了该参数下刀柄结构的各项静、动态特性,分析结果表明设计的刀柄结构满足应用需求,为智能刀柄多参数信号可靠感知建立了基础。为实现多参数信号传感与采集,开展了智能刀柄传感单元与多参数信息采集系统设计研究。设计了平行板式电容微位移传感器来测量感知结构的微小变形,从而实现切削力检测;完成了电容传感器关键参数设计,并确定了电容极板装配方案,分析了极板装配误差对传感器输出特性的影响规律。基于电容数字转换芯片和加速度芯片设计了高精度低功耗的多维力和振动传感电路,并完成了多参数信号采集与无线传输系统的研制与测试,测试结果表明设计的采集系统能够实现智能刀柄多参数信息的实时准确采集。在完成多参数信息感知刀柄结构及传感单元与采集系统设计的基础上,研制了一种多传感器集成式无线智能刀柄。针对智能刀柄综合性能测试需要,完成了智能刀柄静、动态特性实验研究,分析并确定了智能刀柄各向力测量灵敏度、向间干扰、固有频率等各项静、动态特性参数;同时,设计并进行了智能刀柄铣削实验,通过与标准传感器对比评估了其在实际切削中的多参数信息检测性能,实验结果表明智能刀柄能够准确可靠测量切削过程中三维切削力、扭矩及切削振动信息,为智能刀柄实际应用提供了保证。基于研制的多传感器集成式智能刀柄研究了铣削刀具磨损状态在线监测技术。通过对不同切削参数下的刀具磨损实验数据进行分析与处理,提取了信号时域及小波域特征,基于费舍尔判别比分析并选择出了与刀具磨损状态强相关的特征集;建立了多源信号特征融合的隐马尔科夫刀具磨损状态辨识模型,分析了不同特征对不同刀具状态的识别能力,提出了一种融合两组特征集分别辨识刀具不同磨损状态的方法,提高了刀具磨损状态识别的准确率。应用LabVIEW和Matlab软件联合开发了刀具状态在线监测软件系统,实现了切削过程多维力和振动信号的实时采集、刀具磨损状态在线判别以及数据离线分析等功能,拓展了多传感器集成式智能刀柄应用场景。
丁颖苗[7]（2018）在《应变式船舶轴功率测量方法研究与应用》文中研究表明作为船舶动力装置重要的性能参数,船舶轴功率是船舶设计、新船验收、旧船修造、船舶运营的重要指标。如何精确、方便、快速地测量船舶轴功率就显得尤为重要,应变式轴功率测量仪由于结构简单,体积小,安装方便,被广泛使用在实船轴功率测量中。本文叙述了应变式轴功率测量的原理和测量系统,并应用它进行了实船轴功率测试。
孔祥喜[8]（2017）在《新型汽车半轴无线扭矩测试系统的设计与实现》文中研究指明传动系统的扭矩监测已经广泛应用于乘用车、商用车、军用车辆、农用机械、工程机械等。汽车半轴的扭矩测试是评价汽车半轴可靠性的重要指标。对汽车半轴扭矩的检测,可以发现异常的工作条件,对半轴扭矩测试数据的收集和分析,可为故障诊断提供依据,为防止轴过载变形、疲劳断裂、减少事故发生、保证车辆安全运行具有重要意义。本文重点研究针对汽车半轴扭矩测试实验开发的新型无线扭矩测试系统的设计与实现。当前国内汽车半轴扭矩测试设备还是以滑环在线式的扭矩传感器为主,而且没有专业的无线测试方案。由于半轴扭矩测试环境差、安装空间狭小、振动冲击较大、以及油污高温环境等影响。多数无线扭矩传感器往往存在体积较大,安装空间和信号传输速率有限、容易受到电磁干扰、电池供电时间短等问题,不是很适合半轴扭矩测试的应用环境;本论文设计的新型无线扭矩测试系统很好地解决了上述问题,并改进和完善了天线设计,解决了半轴高速旋转过程中数据丢包问题。论文的主要工作包括:（1）完成了无线扭矩测试系统的需求分析和总体设计。结合实际需求,对同类扭矩测试系统存在的问题进行广泛的研究分析,并针对无线扭矩测试系统应用的技术原理和方法进行分析和讨论;给出了测试系统的技术方案;（2）完成无线扭矩测试系统的关键模块的设计与实现,包括系统的发射模块、接收天线、上位机软件的设计和开发。（3）进行了实车测试验证。不仅对开发设计的无线扭矩测试系统进行了标定,而且进行了道路实验,并对所得的测试结果和数据进行了分析。新型无线扭矩测试系统通过实车测试,验证了其很好的效果。该系统在汽车企业的研发测试部门半轴扭矩测试实验中得到很好的应用,成为汽车半轴扭矩测试的一套完整解决方案。新型的系统满足更多的车型,有很好的适应性和价格优势,有助于为汽车工程研究院等相关研发单位半轴扭矩测试服务。
何小龙[9]（2017）在《面向钻机扭矩实时监控压电测力仪研究》文中指出随着“十三五”规划的深入开展,国民经济得到迅速发展,随之而来的是油气资源消耗巨大。在积极发展新能源产业的同时,扩大海洋及深层地壳油气资源开发对缓解当前能源短缺同样具有重要意义。动辄几千米深度的钻井,技术涉及面广,其中准确感知钻头处的阻力矩变化,对于及时调整钻井参数,保障生产安全,极具现实意义。本文研发了一种面向石油钻机扭矩实时测量的压电式扭矩测力仪,解决了多传感器布置扭矩测量、信号调理、无线传输及电力自供给等难题,可在无外电源环境下对大量程扭矩实现实时测量及无线传输。首先,基于力矩是力与力臂乘积的基本思路,本文建立了多传感器周向布置“力×力臂”扭矩测量数学模型,在综合量程、装配等因素基础上最终采用了两组传感器的方法。以扭矩测量量程、测力仪空间布置尺寸和石英晶体机械性能参数为约束,计算并确定了力敏原件的几何尺寸。完成了测力仪的的机械结构设计并建立了其三维模型,利用有限元分析,在满量程状态下对测力仪进行了校核。其次,根据密勒效应和基尔霍夫第二定律,推导了压电传感器电荷信号经电荷转换电路转换后的理论输出表达式,得到了电路准静态性能与时间常数的关系,确立了以高阻抗和稳定性为特征的电荷转换芯片选择原则,最终设计出了高放大倍率、低下限截止频率的电荷信号调理电路。对比标准电荷放大器,各项性能均满足压电传感器测量的使用要求。并在信号调理电路能将压电传感器电荷信号转换成电压信号的前提下,采用蓝牙传输协议,给出发送端与接收端的具体实施方案,通过软硬件的配合,实现扭矩电压信号的无线传输。以钻机自身旋转为动力,根据电磁感应原理,设计了三相交流电发电装置,并确定了“三相电-整流-稳压-稳定直流”的工作电压获取路径。建立输出三相电数学模型,分析了全波桥式整流电路的整流原理,并在所选稳压芯片允许输入电压范围内,逆向求解出单相电动势要求范围。再通过建立单相电动势与钻机转速范围的映射关系,确定发电装置的具体参数。最后,完成测力仪各部分零件的装配,以及信号调理电路和无线传输电路的封装后,在多维力标定台上对其进行静态标定。通过测力仪水平两侧施加等距阶梯力,模拟不同大小的标准扭矩施加。实验结果表明,扭矩测力仪非线性约为1%,重复性小于0.5%,满足深井钻机扭矩实时监控使用要求。
廖航[10]（2017）在《钻机柴油机与电动机并车监测系统的研究》文中研究指明节能减排是我国一项重要的基本国策,同时也是我们落实科学发展观、提高经济的发展质量和效益、增强核心竞争力的基本要求。石油与天然气行业是我国经济的一大支撑点,但由于它的高能耗和高排量,所以也是我国节能减排的重大针对领域之一。柴油机是钻井现场的大型耗能设备,尤其是在需要柴油机与柴油机或者电动机并车驱动的时候。目前国内主要依靠人工分辨增加或减少柴油机的并车数量,这种方法容易造成柴油机功率分配不均而大量消耗能源,开发符合当前需求的并车监测系统对石油与天然气工业的节能减排具有重大影响。本论文在广泛调研的基础上,阐述了并车监测国内外研究现状,总结了当前该领域的发展趋势。设计了基于应变式扭矩传感器的钻机柴油机扭矩监测、基于霍尔式转速传感器的钻机柴油机转速监测和基于Zigbee协议的工程参数无线传输共同组成的监测方案与基于齿轮传动的并车方案,并对系统的硬件和软件做了详细的分析设计。完成了对相关器件的选型及电路原理图的设计与制作,利用IAR Embedded Workbench软件完成了对监测系统和并车系统软件的编程;对使用的传感器进行了标定并完成了实验室内柴油机与电动机并车原理机实验。通过实验室内并车原理机实验验证了方法的正确性和可行性,表明本论文完成的钻机柴油机与电动机并车监测系统理论正确、结构设计合理,达到了实验室内设计指标。论文研究成果具有一定的实用性、应用前景良好,为进一步实用化研究奠定了基础。
二、应变式扭矩仪测量信号的无线传输技术（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、应变式扭矩仪测量信号的无线传输技术（论文提纲范文）
（1）高频衬垫摩擦磨损试验机设计及研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.1.1 自润滑关节轴承 |
| 1.1.2 自润滑衬垫及其性能试验 |
| 1.2 高频试验机研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 扭矩在线检测研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 高频衬垫摩擦磨损试验机设计 |
| 2.1 高频衬垫试验机设计要求 |
| 2.1.1 试验原理 |
| 2.1.2 功能要求 |
| 2.1.3 技术指标 |
| 2.2 总体方案设计 |
| 2.3 试验机子系统设计 |
| 2.3.1 摆动系统 |
| 2.3.2 加载系统 |
| 2.3.3 夹具系统 |
| 2.3.4 测量控制系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 摩擦扭矩在线检测误差分析 |
| 3.1 摩擦扭矩检测的频率效应 |
| 3.1.1 摩擦扭矩的频率效应简介 |
| 3.1.2 传感器误差分析 |
| 3.1.3 采样频率误差分析 |
| 3.1.4 频率效应解决方案 |
| 3.2 惯性扭矩对摩擦扭矩检测的影响 |
| 3.2.1 摆动系统惯性扭矩计算 |
| 3.2.2 摆动系统动力学仿真 |
| 3.3 惯性扭矩试验及摩擦扭矩检测误差补偿 |
| 3.3.1 惯性扭矩试验 |
| 3.3.2 摩擦扭矩检测误差补偿 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 新型摩擦扭矩检测装置设计及分析 |
| 4.1 新型扭矩检测装置设计 |
| 4.1.1 测量原理 |
| 4.1.2 装置一结构设计 |
| 4.1.3 装置二结构设计 |
| 4.2 动力学分析及精度评估 |
| 4.2.1 装置一动力学分析 |
| 4.2.2 装置二动力学分析 |
| 4.2.3 检测精度对比 |
| 4.3 关键零部件强度分析 |
| 4.3.1 装置一保持板强度分析 |
| 4.3.2 装置二加载板强度分析 |
| 4.3.3 装置二加载块强度分析 |
| 4.4 新型摩擦扭矩检测装置的应用 |
| 4.4.1 适用工况及使用方法 |
| 4.4.2 检测装置的应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）轮式装载机液力变矩器输出轴功率测试技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 本课题的意义 |
| 1.2 扭矩测量方法和发展趋势 |
| 1.2.1 扭矩测量方法的分类 |
| 1.2.2 扭矩测量方法的发展趋势 |
| 1.3 扭矩传感器的分类 |
| 1.4 扭矩传感器的国内外研究现状 |
| 1.4.1 国内研究现状 |
| 1.4.2 国外研究现状 |
| 1.5 本课题所采用的研究方法和研究内容 |
| 1.5.1 研究方法 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 轴功率测量的基本原理和总体方案 |
| 2.1 轴功率的计算和测量总体方案 |
| 2.2 应变型扭矩传感器的工作原理 |
| 2.2.1 电阻应变片的结构及工作原理 |
| 2.2.2 扭矩测量原理 |
| 2.3 转速测量方案的设计 |
| 2.4 扭矩测量数据传输方案的设计 |
| 2.4.1 扭矩信号测量传输技术 |
| 2.4.2 扭矩信号数据传输方案的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 扭矩测量系统的设计及应变仿真 |
| 3.1 应变片的选型粘贴及防护 |
| 3.2 应变测量桥路 |
| 3.3 应变片的布置 |
| 3.3.1 传动轴的静力学分析 |
| 3.3.2 传功轴的动力学分析 |
| 3.4 扭矩信号的无线传输 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 扭矩测量系统的硬件和软件设计 |
| 4.1 扭矩测量系统硬件电路总体设计 |
| 4.2 电源管理电路 |
| 4.3 信号调理电路 |
| 4.4 PCB电路板的制作 |
| 4.5 无线收发模块电路 |
| 4.5.1 无线收发模块简介 |
| 4.5.2 Arduino电路板 |
| 4.5.3 AVR单片机ATmega328P |
| 4.5.4无线数传模块WSN─02 |
| 4.6 扭矩测量系统的软件设计 |
| 4.6.1 Arduino IDE软件的简介 |
| 4.6.2 无线发射和接收模块程序设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 轴功率测试系统的实验验证 |
| 5.1 扭矩测量系统的标定实验 |
| 5.2 装载机液力变矩器输出轴的转速测量 |
| 5.3 装载机液力变矩器输出轴功率测试系统实车实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）螺旋桨扭矩实验台的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 前言 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 螺旋桨实验台工作原理 |
| 2.1 传感器选型 |
| 2.1.1 扭矩传感器选型 |
| 2.1.2 转速传感器选型 |
| 2.1.3 压力传感器选型 |
| 2.1.4 无线传输模块选型 |
| 2.2 实验台测量原理 |
| 2.2.1 扭矩测量原理 |
| 2.2.2 转速测量原理 |
| 2.2.3 压力测量原理 |
| 2.3 串口通信 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 螺旋桨实验台电路设计 |
| 3.1 实验台系统设计 |
| 3.2 应变片式传感器测量电路 |
| 3.3 转速测量电路 |
| 3.4 电源电路设计 |
| 3.5 复位电路设计 |
| 3.6 SPI FLASH电路设计 |
| 3.7 无线模块电路设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 螺旋桨实验台软件设计 |
| 4.1 扭矩测量模块程序设计 |
| 4.2 转速测量模块程序设计 |
| 4.3 无线传输模块程序设计 |
| 4.4 基于LabVIEW的串口通信模块程序设计 |
| 4.4.1 LabVIEW简介 |
| 4.4.2 串口通信模块程序设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 实验数据分析 |
| 5.1 实验数据多项式拟合 |
| 5.2 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 扭矩测量程序 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
（4）基于无线传输的旋转压电式测力仪的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 电容式、应变式测力仪的研究现状 |
| 1.2.2 压电式测力仪的研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 2 旋转压电式测力仪方案的确定 |
| 2.1 压电式测力仪的测量方法 |
| 2.1.1 切削力及其转矩的测量原理 |
| 2.1.2 压电传感器的布置方式的选择 |
| 2.1.3 向间干扰分析及解耦方法介绍 |
| 2.1.4 石英晶片尺寸的计算 |
| 2.2 测量信号的无线传输方案确定 |
| 2.3 测力仪的供电方式 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 压电式测力仪的结构设计及分析 |
| 3.1 测力仪结构的设计 |
| 3.1.1 传感器放置部分方案的确定 |
| 3.1.2 测力仪整体结构的确定 |
| 3.2 ANSYS仿真分析 |
| 3.2.1 静态分析 |
| 3.2.2 模态仿真分析 |
| 3.2.3 测力仪的谐响应仿真分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 信号调理电路的设计 |
| 4.1 电荷放大器电路的设计 |
| 4.1.1 电荷放大级电路 |
| 4.1.2 压控电压源滤波电路 |
| 4.1.3 电荷灵敏度调节电路 |
| 4.1.4 输出放大级电路 |
| 4.1.5 清零保护电路 |
| 4.2 采集模块的设计 |
| 4.2.1 A/D转换器的选型 |
| 4.2.2 A/D转换电路及蓝牙输出电路 |
| 4.2.3 上位机模块电路 |
| 4.3 软件设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 测力仪标定实验 |
| 5.1 电荷放大级电路分析实验 |
| 5.2 准静态电荷放大电路对比实验 |
| 5.3 测力仪静态标定 |
| 5.4 锤击冲击试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 A 课题相关图片 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 致谢 |
（5）施力器用无线测量臂开发和动态特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 施力器研究背景 |
| 1.1.2 扭矩测量的意义 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 施力器研究动态 |
| 1.2.2 扭矩测量研究动态 |
| 1.2.3 扭矩测量发展趋势 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 第二章 施力器用无线测量臂的理论研究 |
| 2.1 施力器用无线测量臂系统总体研究 |
| 2.2 扭矩、弯矩与力的关系 |
| 2.2.1 扭矩的概述 |
| 2.2.2 弯矩的概述 |
| 2.2.3 施力器中扭矩、弯矩与力的关系 |
| 2.3 施力器用无线测量臂测量的基本原理 |
| 2.3.1 无线测量臂的力学模型 |
| 2.3.2 应变片的选取与粘贴 |
| 2.3.3 桥式电路 |
| 2.4 无线测量臂的动力学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 施力器用无线测量臂的设计及有限元分析 |
| 3.1 无线测量臂的结构设计 |
| 3.1.1 无线测量臂的材料选择及加工工艺 |
| 3.1.2 无线测量臂的设计参数 |
| 3.2 无线测量臂的三维建模 |
| 3.3 有限元分析介绍 |
| 3.3.1 有限元分析概述 |
| 3.3.2 有限元分析软件及流程 |
| 3.4 测量臂的静态特性及结构优化 |
| 3.4.1 无线测量臂的静力学分析 |
| 3.4.2 电阻应变片粘贴位置的选取 |
| 3.4.3 无线测量臂最大应变与作用力F的关系 |
| 3.5 无线测量臂的动态特性分析 |
| 3.5.1 模态分析 |
| 3.5.2 谐响应分析 |
| 3.5.3 动态参数分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 高精度信号采集系统研究 |
| 4.1 电源电路 |
| 4.2 信号调理电路 |
| 4.2.1 测量电路 |
| 4.2.2 信号增益 |
| 4.2.3 硬件滤波电路 |
| 4.3 数字滤波及A/D转换的实现 |
| 4.3.1 数字滤波 |
| 4.3.2 模拟信号/数字信号的转换 |
| 4.4 电源电压监测及无线通信的实现 |
| 4.4.1 电源电压监测 |
| 4.4.2 无线通讯 |
| 4.5 高精度信号采集电路板设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 无线测量臂实验及误差分析 |
| 5.1 无线测量臂的静态标定 |
| 5.1.1 静态标定的方法 |
| 5.1.2 静态标定Ⅰ |
| 5.1.3 静态标定Ⅱ |
| 5.2 误差分析 |
| 5.2.1 无线测量臂机械性能引起的误差 |
| 5.2.2 桥式电路引起的误差 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（6）面向切削过程在线监测的多传感器集成式智能刀柄研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究的目的和意义 |
| 1.2 切削过程力与振动信号检测技术研究现状 |
| 1.2.1 切削力信号检测技术研究现状 |
| 1.2.2 切削振动信号检测技术研究现状 |
| 1.3 智能刀柄研究现状 |
| 1.4 刀具磨损状态监测技术研究现状 |
| 1.5 国内外文献综述的简析 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 智能刀柄多参数信息感知结构设计及分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 智能刀柄总体方案设计 |
| 2.2.1 智能刀柄构成 |
| 2.2.2 智能刀柄设计目标 |
| 2.2.3 智能刀柄多参数信息感知方案设计 |
| 2.3 电容式多维力/扭感知结构设计 |
| 2.3.1 铣削过程分析 |
| 2.3.2 多维力/扭感知结构设计 |
| 2.3.3 感知结构力学模型建立及分析 |
| 2.3.4 结构参数灵敏度分析及优化 |
| 2.4 智能刀柄结构性能分析 |
| 2.4.1 结构静态特性分析 |
| 2.4.2 结构动态特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 智能刀柄传感单元及多参数信息采集系统研发 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传感单元及采集系统构成与设计原则 |
| 3.3 电容式多维力/扭传感单元设计 |
| 3.3.1 电容传感器关键参数设计 |
| 3.3.2 电容传感器集成设计与误差分析 |
| 3.4 振动传感单元设计 |
| 3.5 多参数信息采集系统设计 |
| 3.5.1 多参数信息采集系统研制 |
| 3.5.2 多参数信息采集系统性能测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 智能刀柄静动态特性测试及实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 智能刀柄集成 |
| 4.3 智能刀柄静态特性测试 |
| 4.3.1 智能刀柄静态特性标定实验设计 |
| 4.3.2 智能刀柄静态特性分析 |
| 4.4 智能刀柄动态特性测试 |
| 4.4.1自由状态下模态实验 |
| 4.4.2工作状态下模态实验 |
| 4.5 智能刀柄铣削应用性能实验研究 |
| 4.5.1 铣削实验方案设计 |
| 4.5.2 实验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于智能刀柄的刀具磨损状态监测技术研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 刀具磨损实验设计 |
| 5.3 切削过程信号分析与处理 |
| 5.3.1 切削过程信号分析 |
| 5.3.2 刀具磨损信号特征选择 |
| 5.4 刀具磨损状态识别算法研究 |
| 5.4.1 刀具磨损状态辨识模型设计 |
| 5.4.2 刀具磨损状态辨识结果分析 |
| 5.4.3 提高辨识准确率的方法 |
| 5.5 基于智能刀柄的切削过程监测软件系统开发 |
| 5.5.1 监测软件总体设计 |
| 5.5.2 监测软件各功能模块设计与实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）新型汽车半轴无线扭矩测试系统的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 本课题的研究进展 |
| 1.2.1 扭矩测量技术的发展 |
| 1.2.2 无线传输技术的发展 |
| 1.2.3 无线扭矩传感器的发展 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 系统相关技术研究 |
| 2.1 应变电测技术 |
| 2.1.1 胡克定律 |
| 2.1.2 电阻应变片 |
| 2.1.3 测量电路 |
| 2.2 扭矩测量原理 |
| 2.3 无线射频通信技术 |
| 2.3.1 射频通信技术 |
| 2.3.2 射频通信的特点 |
| 2.4 天线设计原理 |
| 2.4.1 天线技术 |
| 2.4.2 天线的参数 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 无线扭矩测试系统总体设计 |
| 3.1 系统的总体设计 |
| 3.1.1 无线扭矩测试系统的设计目标 |
| 3.1.2 无线扭矩测试系统的组成 |
| 3.2 系统的工作框图 |
| 3.3 功能需求和方案选择 |
| 3.3.1 扭矩电阻应变片方案 |
| 3.3.2 无线发射模块 |
| 3.3.3 接收调理模块 |
| 3.3.4 数据采集卡和上位机软件 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 系统关键模块的详细设计与实现 |
| 4.1 无线发射模块的详细设计与实现 |
| 4.1.1 结构设计 |
| 4.1.2 电源电路 |
| 4.1.3 放大电路方案 |
| 4.1.4 滤波电路方案 |
| 4.1.5 无线收发模块和MCU电路方案 |
| 4.1.6 ADC电路方案 |
| 4.2 系统天线的仿真和实现 |
| 4.2.1 环状天线的工作原理 |
| 4.2.2 环状天线的仿真 |
| 4.3 数据采集模块与上位机软件设计 |
| 4.3.1 数据采集模块 |
| 4.3.2 开发环境介绍 |
| 4.3.3 软件设计流程和界面 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 系统的测试与分析 |
| 5.1 应用测试对象 |
| 5.2 测试环境介绍 |
| 5.3 无线扭矩测试系统的测试和验证 |
| 5.3.1 台架标定和测试精度验证 |
| 5.3.2 道路路谱试验验证 |
| 5.4 无线扭矩测试系统信号干扰的分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的论文与研究成果 |
（9）面向钻机扭矩实时监控压电测力仪研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 扭矩测力仪研究现状 |
| 1.2.2 压电式旋转测力仪研究现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 2 压电式钻机扭矩测量方案 |
| 2.1 石油钻机工况分析 |
| 2.2 压电传感器扭矩测量方法 |
| 2.2.1 扭矩测量原理 |
| 2.2.2 晶片尺寸计算 |
| 2.3 测力仪信号传输方法 |
| 2.4 测力仪供电方法 |
| 2.5 测力仪总体方案 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 测力仪机械结构设计 |
| 3.1 测力装置设计 |
| 3.1.1 装置结构设计 |
| 3.1.2 结构尺寸计算 |
| 3.2 发电装置设计 |
| 3.2.1 整流稳压电路 |
| 3.2.2 发电参数设计 |
| 3.3 ANSYS有限元分析 |
| 3.3.1 静力仿真分析 |
| 3.3.2 模态仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 信号传输电路设计 |
| 4.1 信号调理电路设计 |
| 4.1.1 电荷转换电路 |
| 4.1.2 低频滤波电路 |
| 4.1.3 灵敏度调节电路 |
| 4.1.4 输出放大电路 |
| 4.1.5 清零保护电路 |
| 4.2 无线传输电路设计 |
| 4.2.1 发送端电路 |
| 4.2.2 接收端电路 |
| 4.3 软件设计 |
| 4.4 本章小节 |
| 5 标定实验 |
| 5.1 信号调理电路标定 |
| 5.1.1 准确度实验 |
| 5.1.2 非线性实验 |
| 5.2 扭矩测力仪标定 |
| 5.2.1 正向扭矩标定 |
| 5.2.2 反向扭矩标定 |
| 5.2.3 实验分析 |
| 5.3 无线测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A 课题相关照片 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（10）钻机柴油机与电动机并车监测系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状和趋势 |
| 1.3 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 系统总体方案设计 |
| 2.1 系统理论依据 |
| 2.1.1 监测系统理论依据 |
| 2.1.2 并车系统的理论依据 |
| 2.2 系统设计原则 |
| 2.3 系统总体方案设计 |
| 2.4 系统性能设计指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 系统硬件设计与器件选型 |
| 3.1 并车监测系统整体硬件框架 |
| 3.2 监测系统及其控制电路硬件选型 |
| 3.2.1 扭矩传感器的选型 |
| 3.2.2 转速传感器的选型 |
| 3.2.3 信号调理芯片的选型 |
| 3.2.4 无线收发射芯片的选型 |
| 3.3 监测系统及其控制电路硬件电路设计 |
| 3.3.1 监测系统总电源设计选型 |
| 3.3.2 监测系统电源电路设计 |
| 3.3.3 电桥电路设计 |
| 3.3.4 HX711信号放大调理电路设计 |
| 3.3.5 CC2530芯片电路设计 |
| 3.4 并车系统硬件设计与选型 |
| 3.4.1 丝杠滑台的选型 |
| 3.4.2 步进电机及其驱动器选型 |
| 3.4.3 并车电机的选型 |
| 3.4.4 并车系统电源选型 |
| 3.4.5 限位开关的选型 |
| 3.4.6 齿轮与电机支撑座的设计与制作 |
| 3.4.7 控制芯片的选型 |
| 3.5 并车系统控制电路硬件电路设计 |
| 3.5.1 并车系统电源电路设计 |
| 3.5.2 单片机电路设计 |
| 3.5.3 步进电机控制电路设计 |
| 3.5.4 并车电机控制接口电路设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 系统软件程序设计 |
| 4.1 开发软件简介 |
| 4.2 监测系统程序设计 |
| 4.2.1 扭矩信号采集程序设计 |
| 4.2.2 转速信号采集程序设计 |
| 4.2.3 无线收发模块程序设计 |
| 4.3 并车系统程序设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统实验与分析 |
| 5.1 实验内容 |
| 5.2 实验步骤 |
| 5.2.1 传感器的安装 |
| 5.2.2 传感器的标定 |
| 5.2.3 原理机并车实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
四、应变式扭矩仪测量信号的无线传输技术（论文参考文献）
- [1]高频衬垫摩擦磨损试验机设计及研究[D]. 刘凤龙. 燕山大学, 2021(01)
- [2]轮式装载机液力变矩器输出轴功率测试技术的研究[D]. 刘玉芬. 太原理工大学, 2020(07)
- [3]螺旋桨扭矩实验台的设计与实现[D]. 张弛. 东北农业大学, 2020(04)
- [4]基于无线传输的旋转压电式测力仪的研究[D]. 马露露. 大连理工大学, 2020(02)
- [5]施力器用无线测量臂开发和动态特性研究[D]. 李瑞君. 太原理工大学, 2020(07)
- [6]面向切削过程在线监测的多传感器集成式智能刀柄研究[D]. 解正友. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [7]应变式船舶轴功率测量方法研究与应用[J]. 丁颖苗. 中国水运(下半月), 2018(07)
- [8]新型汽车半轴无线扭矩测试系统的设计与实现[D]. 孔祥喜. 中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院), 2017(04)
- [9]面向钻机扭矩实时监控压电测力仪研究[D]. 何小龙. 大连理工大学, 2017(04)
- [10]钻机柴油机与电动机并车监测系统的研究[D]. 廖航. 西南石油大学, 2017(11)