發(fā)現(xiàn)目前使用國內(nèi)校準(zhǔn)裝置不能自動識別傳感器，這樣如果操作人員忘記更換儀表通道， 容易造成檢定數(shù)據(jù)錯誤和傳感器過載［1 － 6］ 。很多現(xiàn)場檢定設(shè)備為了方便攜帶省去了計(jì)算機(jī)， 數(shù)據(jù)需要手動記錄，這樣工作效率不高并且容易出錯。還有大部分現(xiàn)場設(shè)備采用手動加載， 效率很低。綜上所述，研制更智能、更方便攜帶的現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置為提高扳手的測量準(zhǔn)確度提供了技術(shù)保障。
1 總體設(shè)計(jì)方案
整個智能型便攜式電動扭矩扳手校準(zhǔn)裝置由扭矩加載系統(tǒng)、智能傳感器和智能儀表等構(gòu)成， 如圖 1所示。自動和手動相結(jié)合的加載方式提高了工作效率，也節(jié)省了人力。智能傳感器采用低成本的 DALLAS2401 半導(dǎo)體芯片， 降低了生產(chǎn)成本， 可實(shí)現(xiàn)自動識別功能。觸摸式智能儀表能實(shí)現(xiàn)峰值自動采集、存儲計(jì)算和查詢功能，可在現(xiàn)場完全取代計(jì)算機(jī)。
2 智能化裝置
所謂智能包括兩方面: 一方面是具有自動識別的智能傳感器，一方面是能實(shí)現(xiàn)自動識別和采集的智能儀表。
2. 1 智能傳感器
將模擬應(yīng)變式傳感器經(jīng)過組橋后直接將電橋的電壓模擬信號接入單片機(jī) CS5530 的模擬輸入端，通過 CS5530的A/D 轉(zhuǎn)換器將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號， 單片機(jī)對時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路、串行通訊模塊、存儲模塊進(jìn)行控制，通過編程處理后按照一定的格式將數(shù)據(jù)通過 ＲS485 串行通訊接口輸出。采用DALLAS2401半導(dǎo)體芯片。該芯片在工廠生產(chǎn)時(shí)，刻入經(jīng)檢測的64位注冊碼(8位家族碼+48位序列碼+8位CＲC校驗(yàn)碼)，因此可以保證沒有任何兩個器件的注冊碼是相同的。采用低成本 TSOC 表面貼封裝，方便裝在傳感器插頭或接線腔中。原理圖如圖2所示。
2.2 智能儀表設(shè)計(jì)
2.2.1 儀表自動識別原理
通過儀表電路上產(chǎn)生的脈沖信號來獲得芯片在線脈沖應(yīng)答碼。儀表在標(biāo)定傳感器時(shí)先讀取這個注冊碼，然后將注冊碼信息和傳感器的標(biāo)定信息一同存儲在儀表中。當(dāng)傳感器接入儀表后，儀表首先讀取該傳感器的注冊碼，然后與儀表中所有注冊碼相比較，找出相同的注冊碼及所對應(yīng)的傳感器標(biāo)定系數(shù)，并通過計(jì)算將傳感器測量值顯示在儀表上。
2.2.2 儀表自動采集功能設(shè)計(jì)
大多數(shù)儀表只具有顯示功能不具有數(shù)據(jù)采集和分析功能，校準(zhǔn)人員在校準(zhǔn)時(shí)，一邊操作校準(zhǔn)裝置，一邊用筆記錄校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。這樣不但工作效率低還容易出錯。為了方便校準(zhǔn)員做記錄，儀表專門設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集功能，采集表格形式完全按照 JGJ707—2014《扭矩扳子檢定規(guī)程》的表格形式［7，這樣方便后面的計(jì)算和出證書。儀表采用具有C語言功能的觸摸屏作為顯示終端。校準(zhǔn)人員可以通過設(shè)定最大扭矩值和采集觸發(fā)值， 實(shí)現(xiàn)扭矩值的自動采集。并根據(jù)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值和示值相對誤差和示值重復(fù)性的計(jì)算。C 語言程［8］框圖如圖3 所示。其中閾值1表示進(jìn)入峰值模式的判斷條件，閾值2表示采集峰值判斷條件。當(dāng)扭矩值超過閾值 1，儀表自動從跟蹤模式變?yōu)榉逯的Ｊ�。�?dāng)峰值和當(dāng)前的扭矩值之差大于閾值 2 時(shí)，程序會將峰值自動采集到表格中，然后解除峰值功能。閾值1和2的設(shè)定根據(jù)智能傳感器的量程來計(jì)算得到。本設(shè)備中閾值1為傳感器滿量程值的5%，閾值2為滿量程值的2/3。
2.2.3 儀表查詢功能
儀表會自動將檢定設(shè)備的編號與校準(zhǔn)數(shù)據(jù)對應(yīng)起來，一起保存在儀表寄存器中。一共可以存儲500 把扳手的信息。進(jìn)入查詢界面后，可以看到所有完成校準(zhǔn)的設(shè)備編號以及在儀表中存儲的位置。只要輸入待查詢設(shè)備的序號，就可以查詢該設(shè)備的校準(zhǔn)信息。并且所有的檢定結(jié)果都存成 CSV 格式，檢定人員可以通過 U 盤將數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在計(jì)算機(jī)上用Excel 軟件將數(shù)據(jù)打開。這一功能省去校準(zhǔn)人員在現(xiàn)場記錄大量數(shù)據(jù)的工作， 所有的采集數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果都可以在日后根據(jù)需要調(diào)出，在進(jìn)行分析或出具證書時(shí)使用。
3 電動扭矩加載裝置
為方便現(xiàn)場檢定使用，整個設(shè)備必須方便攜帶。因此檢定裝置的支撐臂采用可折疊式，扭矩傳感器也采用直插式，現(xiàn)場不需任何工具就可以安裝和拆卸加載裝置。智能儀表采用可伸縮支架固定，方便調(diào)整角度。整個裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 4 所示。因?yàn)榇蟛糠值默F(xiàn)場裝置考慮到電源的問題， 所以多是采用手動加載的方式。這樣在被檢扳手從剛裝上到加上扭矩會有一段空行程， 全部采用手動加載，一方面比較費(fèi)力，另一方面工作效率也不高。因此，在加載方式上采用手動和電動相結(jié)合的方式，裝置中加一個儲能式電機(jī)來實(shí)現(xiàn)空行程的電動加載，節(jié)省人力，提高效率， 當(dāng)空行程結(jié)束傳感器加上力后就可以改成手動加載。
4 結(jié)論
新型智能現(xiàn)場扭矩扳手校準(zhǔn)裝置彌補(bǔ)了現(xiàn)有現(xiàn)場校準(zhǔn)裝置工作效率不高、容易出錯的問題， 為武器裝備扭矩的計(jì)量提供技術(shù)保障。