oq2827xc根据材料力学知道,受到纯扭的轴的横截面上最大剪应力rmax与轴上扭矩的关系为rmax=ui     (9-44)

式中,mk是作用于轴上的扭矩,wp是轴截面的抗扭模数(对于实心轴up=0.2);对于空心轴up=0.2d3(1-u/f),其中d・为轴的外径,d为轴的内径)。

最大剪应力rmax是不能用应变片进行测量的,但它的数值等于主应力。主应力方向与轴线成45°角,通过应变片测主应力可获得最大剪应力,这样就得到了轴上的扭矩。为此,有下列关系,即

σ1=-σ3=rmax=mk/typ    (9-45)

从图9-78可以看出,在莫尔图上,r1方向应为十ε,r2方向应为-ε。在沿轴线的0°和垂直于轴线的90°方向上,ε=0。

根据虎克定律σ1=σq

ε1=ui-uo,又因为σ1=-σ3,故

q=ui+uf=(1+uh=jk)

所以,在测试仪器上(如应变仪)读出q,便可由式(9-46)算出扭矩mk值。也就是说,在给定轴45°方向上粘贴应变片,从测试仪器上读出e45。,就可求得mk的大小。

在传感器使用过程中,除受扭矩作用外,同时还受有轴向力和弯矩,应变片的电阻也会因此发生变化,因而产生误差。所以在实际应用中,并不只是单在传感器轴的一边与轴成45°方向贴应变片。为避免误差和增加灵敏度,实际贴片方式如图9-79所示。

r1、r2、r3、r4构成如图9-79所示的全桥,且c1、c2与r3、r4在位置上完全对称。这样,可以消除轴向力和弯矩的影响。

当应变片不是直接贴在作用有扭矩的轴上,而是通过传感器来测扭矩时,则需设计传感器的弹性敏感元件。设计方法可参考有关资料,这里不赘述。

轴线方向测扭矩的贴片方式,是说,电磁兼容的设备除了能按照设计的要求完成其功能以外,还要求它具有一定的抗干扰能力和不产生超过限度的电磁干扰。这里所说的一定的抗干扰能力是指该设各不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备电磁发射导致或遭受不允许的降级;而所谓的不产生超过限度的电磁干扰是指该设各不会使处于同一电磁环境中的其他设备因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。降级的含义是指设备的工作性能偏离预期的指标,使工作性能出现不希望有的偏差。

电磁干扰控制,按照前面的分析可知,电磁兼容是通过控制电磁干扰来实现的。也就是说,为了实现系统内、外的电磁兼容,必须严格地实施电磁干扰控制。所谓电磁干扰控制就是从分析干扰源、耦合途径和敏感设备入手,采取有效的技术手段,抑制干扰源,减少不希望有的发射;消除或减弱干扰耦合;增加敏感设各的抗干扰能力,削弱不希望的响应。为此,需要利用各种抑制干扰的技术,包括合适的接地,良好的搭接,合理的布线、屏蔽、滤波和限幅等技术,以及这些技术的组合使用。还包括电磁干扰的分析和预测,电磁兼容设计和电磁干扰测量技术等。因此,电磁干扰控制贯穿于产品的设计、制造、使用和维修的各个阶段之中。

飞机系统电磁干扰控制的重要性,现代飞机是高科技的产物。尤其是大型的民航客机的自动化程度很高,大量地用于自动控制、自动调节和自动测试的电气、电子和其他的电磁设施密集在狭小的空间,造成了复杂的电磁环境。随着飞机性能的提高,对这些机载设备的性能要求也越来越高,而性能要求的提高使相互间的干扰越来越严重,抗干扰能力却越来越低。对于在如此恶劣的电磁环境中工作的系统和设各,如果不进行有效的电磁干扰控制,势必会发生电磁兼容性故障,使系统或设各的性能降级或失灵,严重时导致飞机失事。因此,飞机系统的电磁干扰控制在航空航天界是一个十分关注的问题。关于这方面问题的论著很多,其中有美国b.e.凯瑟著的《航空和航天系统的电磁干扰控制》一书专门论述航空和航天系统中电磁兼容问题。美国航空空间和电子系统协会主编的《飞机电气指南》一书中专门列出章节阐述电磁干扰控制的问题,并提出了几种抑制电磁干扰的原则和方法。

飞机系统存在着复杂的电磁干扰现象。例如飞机发动机点火系统产生的高频电磁振荡,直流电机的电刷与换向器之间产生的火花和开关电器触点间隙中发生的火花放电,均对飞机的无线电通信产生干扰。这些电磁干扰现象是在早期飞机上就存在,并为人们所熟知的。飞机整流电源因滤波不充分而产生的纹波电压,飞机电源负载瞬变时引起的电压突变也会干扰飞机系统的正常工作,也逐渐被人们所认识和重视。在新式的高性能飞机系统中,还出现了许多新的电磁干扰现象。例如开关式稳压电源产生的高频浪涌噪声,变速恒频交流电源系统中的逆变器产生的电磁噪声等均会对飞机各个系统产生干扰。又例如利用机电开关、按钮、键以及继电器触点的接通或断开来输出信号时,由于触点抖动(即触点弹跳),往往在开关波形的边沿混有频率成分较高的毛刺噪声,由此引起的干扰常常导致系统或设备失效或误动作。特别是微机在飞机系统中广泛应用以后,对微机的电磁干扰控制问题尤为突出。

因为诸如继电器这种在飞机系统中用得很多的控制元件,当它工作时,触点通断所产生的瞬态电磁脉冲便可使微机工作失常。飞机系统中的电磁干扰效应还很多,不再一一列举。需要指出的是自然界的一些电磁效应,例如雷电噪声、大气噪声和宇宙噪声也会对飞机系统.

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