Frage:
Kann ich das Drehmoment mit einer elektrischen oder elektronischen Methode genau messen?
Atharva Kulkarni
2019-10-01 00:18:16 UTC
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Ich bin ein Btech.Student aus Indien.Wir haben ein Projekt gegeben, in dem wir ein Mikro-Torsionsprüfgerät konstruieren müssen.

Toulouse Wir planen, die Probe festzuziehen und ein Ende mit einem Schrittmotor um feste Winkel zu drehen, während das Drehmoment für eine bestimmte Umlenkung gemessen wird.Der Schubmodul und der Winkel / das Drehmoment, bei dem die Probe versagt, müssen herausgefunden werden zu Der genaueste Weg, dies zu tun, scheint die Verwendung von Drehmomentsensoren zu sein, aber da unser Budget klein ist (Rs. 10.000 - und 150 Dollar), können wir dies nicht verwenden.Eine andere Möglichkeit, die wir uns vorgestellt hatten, bestand darin, den vom Motor aufgenommenen Strom zu messen und das entsprechende Drehmoment herauszufinden.Dies scheint jedoch fehleranfällig zu sein.Kann mir jemand dabei helfen?
Welchen Drehmomentbereich müssen Sie messen und wie genau?
Ungefähr 0-150 Nm.Kann einen Fehler von bis zu 20% tolerieren.
150 Nm sind nicht gerade ein Mikrodrehmoment!Aber ich hoffe, Sie haben Erfolg mit Ihrem Projekt.:-)
Warum benutzt du keinen Drehmomentschlüssel?
@Catalyst:-Mikrotorsion bedeutet nicht unbedingt Mikromoment (wenn der Prüfling sehr steif ist).
Ich stimme dafür, diese Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, da sie nicht mit Elektrotechnik zu tun hat.Es könnte sich um ein Thema der Physik handeln.
@Dmitry Grigoryev: es ist sehr gut mit der Elektrotechnik verbunden, der Messprozess sollte automatisiert werden (was offensichtlich der Fall ist; "durch eine elektrische oder elektronische Methode")
@Curd Warum nehmen Sie an, dass es automatisiert werden muss?Viele elektrische oder elektronische Geräte sind manuell ...
@Solar Mike: Wenn eine Maschine elektrisch ist, ist sie bereits teilweise automatisiert: Kraft / Drehmoment muss nicht durch manuelles Drücken / Drehen / Platzieren von Gewichten usw. bereitgestellt werden, sondern durch einfaches Drehen eines Schalters.Wenn die Verschiebung / der Winkel usw. von einem elektrischen Decoder gemessen wird und somit automatisch protokolliert werden kann, anstatt manuell zu messen, ist dies ein weiterer Automatisierungsgrad.
@Curd also manueller Schalter ... Ich hatte erwartet, dass Sie die Probe in einen Trichter fallen lassen und 30 Sekunden später eine E-Mail mit dem Ergebnis erhalten ...
@Solar Mike: oder ** Sie ** schreiben die E-Mail, wodurch die Maschine die Probe holt ...
@Curd, Sie haben im engeren Sinne Recht, aber ich vermute sehr, dass die Testproben, die ein umsichtiger Ausbilder liefert, nicht extrem steif sind, sowohl aus Kosten- als auch aus Sicherheitsgründen, wenn sie auf und durch Ertrag getestet werden - insbesondere von Studenten.
Fünf antworten:
#1
+11
Solar Mike
2019-10-01 00:48:18 UTC
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Befestigen Sie einen Hebel mit einer genau bekannten Länge an der Probe und fügen Sie kalibrierte Massen hinzu.Messen Sie die Durchbiegung mit einer Messuhr.

Rechtwinkligkeit kann ein Problem sein und mit Geometrie angegangen werden ... Der Fehler, der eingeführt wird, ist jedoch im Vergleich zu anderen Quellen wahrscheinlich gering.Die Fehlerquellen sind möglicherweise eine Überprüfung wert.Ich weiß, dass es für die Dynamometer, die wir für Motoren, Pumpen usw. verwendeten, keine Korrektur gab, aber der Strahl wurde normalerweise auf einen bestimmten kalibrierten Nullpunkt zurück korrigiert.

Und vor allem - Sie müssen keinerlei Motor- oder Elektrotechnik haben.
Wie stelle ich sicher, dass die von den Gewichten ausgeübte Kraft immer senkrecht zum Hebel bleibt?
@AtharvaKulkarni Eine Riemenscheibe, die die Masse vorsichtig aufwickelt, damit sich die Saite nicht auf der Welle überlappt?Benötigen Sie eine kontinuierliche Rotation?
Was halten Sie vom Bau eines Drehmomentsensors mit zwei Wägezellen, die auf den gegenüberliegenden Seiten des Durchmessers auf einer Scheibe angeordnet sind, und einem dünnen Stab dazwischen, der mit der Probe verbunden wird?Der Motor treibt die Scheibe an, die durch die Wägezellen die Stange und damit die Probe dreht.Die Probe übt dann ein Drehmoment auf die Stange aus, das wiederum eine Kraft auf die beiden Wägezellen ausübt, und da wir den Radius kennen, können wir das von der Probe aufgebrachte Drehmoment finden.
#2
+4
Curd
2019-10-01 03:35:37 UTC
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Ich denke, das Messen des Motorstroms ist keine schlechte Idee.
Ich würde jedoch keinen starken Schrittmotor direkt verwenden, sondern einen schwächeren in Kombination mit einem Untersetzungsgetriebe. Auf diese Weise erhalten Sie viele Umdrehungen an der Motorachse, auch wenn der Torsionswinkel an der Probe nur sehr klein ist.So kann die Strommessung über mehrere Windungen gemittelt werden.
Ich gehe davon aus, dass die Genauigkeit dann bei weitem für Ihre Anwendung ausreicht (<<20%).

Auch das Messen des Torsionswinkels ist viel einfacher, wenn es an der Motorachse (vor dem Untersetzungsgetriebe) durchgeführt wird.z.B.Verwenden eines Inkrementalwinkelgebers oder, wenn ein Schrittmotor verwendet wird, einfach durch Zählen der Schritte.

Beachten Sie, dass Sie bei Verwendung eines Steppers keinen Motorstrom verwenden können, um das Drehmoment ohne Geberrückmeldung zu messen.
#3
+2
Catalyst
2019-10-01 01:16:59 UTC
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M Machen Sie ein Torsionspendel und messen Sie seine Frequenz gegen eine bekannte Intertia.

Richten Sie das Teststück vertikal aus, klemmen Sie das obere Ende fest und fügen Sie dem unteren Ende eine bekannte Scheibenträgheit hinzu.Jetzt haben Sie ein Torsionspendel.Drehen Sie die untere Scheibe um einen kleinen Winkel und messen Sie die Frequenz der Torsionsschwingung.Die optische Messung ist einfach und die Sensoren kostengünstig.Fügen Sie der Festplatte einfach einen Kontrastpunkt hinzu, wenn Sie einen reflektierenden Sensor verwenden.Oder ein Paar Löcher in der Nähe des Plattenrandes (aus Symmetriegründen), wenn ein optischer Schlitzsensor verwendet wird.Hoffe das hilft!

Wir hatten etwas Ähnliches im Sinn, aber dies gibt nur die Torsionskonstante und damit den Schermodul des Materials an.Wir brauchen auch den Winkel / das Drehmoment, bei dem die Probe versagt.
In diesem Fall sollten Sie dies in Ihrer Frage wirklich angeben.Der kostengünstigste Weg, ein reines Drehmoment aufzubringen, ist bei gleichen Tangentialkräften.Wenn Sie das Teststück vertikal halten, verwenden Sie eine Scheibe wie oben vorgeschlagen, fügen Sie jeder Schnur eine Schnur (oder ein dünnes Drahtseil, falls verfügbar) und Riemenscheiben hinzueine breite Palette von reinen Drehmomenten.Sie müssen den Winkel noch messen, aber die Bremssättel reichen zur Not aus.(Also hinterlasse ich Ihnen einige Hausaufgaben, wenn Sie dies elektronisch messen möchten.) Ich hoffe, dies hält die Kosten niedrig.
Wenn Sie den Winkel messen müssen, empfehle ich, die Scheibe durch eine Stange zu ersetzen, die in der Mitte der Stange am Teststück befestigt ist.Mit etwas zum Markieren / Erinnern an die neutrale Position sind die Verschiebungen an den Enden der Stange leicht zu messen und geben Ihnen den Winkel, wenn Sie Gewichte hinzufügen, um die Probe mehr und mehr in Torsion zu laden.Seien Sie vorsichtig - 150 Nm sind nicht trivial, wenn es loslässt!
#4
  0
sugseg
2019-10-02 20:56:03 UTC
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Wenn Sie Ihre Probe am Ende eines Stabes befestigen, der sich im Bereich der zu messenden Drehmomente plastisch verformt, und dann Dehnungsmessstreifen am Stab anbringen, kann das Drehmoment elektronisch gemessen werden.Der Widerstand der Dehnungsmessstreifen müsste gegen einige bekannte Drehmomente gemessen und kalibriert werden (die wie in anderen Antworten vorgeschlagen mit einem Balken und einer bekannten Masse oder Kraft angewendet werden könnten)

#5
  0
Matt Timmermans
2019-10-02 21:38:43 UTC
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Ich denke, es ist möglicherweise einfacher, ein bekanntes Drehmoment aufzubringen und die Durchbiegung zu messen.Das Anlegen eines bekannten Drehmoments kann so einfach sein wie das Verwenden Ihres Schrittmotors zum Steuern der Position eines Gewichts auf einem Hebel, und Sie können beispielsweise die optische Interferometrie verwenden, um die Auslenkung genau zu messen.



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