ES2208951T3 - Unidad de calibracion sensible a pares de torsion. - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO DE CALIBRACION DE DETECTOR DE PAR, QUE CONSTA DE UNA BARRA DE TORSION HUECA (2) A LA QUE SE TRANSMITIRA UN PAR, ASOCIADA POR LO MENOS A DOS PARES DE SENSORES DE POSICION (10, 11, 12, 13, 14, 15), ESTANDO CADA PAR COLOCADO DE FORMA QUE MIDA EL MOVIMIENTO DE LA BARRA EN LOS LADOS DIAMETRALMENTE OPUESTOS DE UN EJE CENTRAL QUE ATRAVIESA LA BARRA (2). LOS PARES DE SENSORES DE POSICION ESTAN COLOCADOS DE FORMA QUE MIDAN EL MOVIMIENTO EN SENTIDOS PERPENDICULARES UNOS CON RELACION A LOS OTROS.

Description

Unidad de calibración sensible a pares de torsión.

Campo de la invención

La invención se refiere a una unidad de calibración sensible a pares de torsión que permite calibrar o confirmar la precisión en la calibración de equipos detectores de pares de torsión tales como una llave dinamométrica calibrada o un sensor calibrado de pares de torsión.

Todos los equipos de medida que se certifican como equipos que funcionan con un determinado grado de exactitud deben satisfacer dicho patrón de precisión tanto justo después de su fabricación y venta como después de su uso prolongado. Por ello es necesario verificar regularmente todos estos equipos sensores o de medida dotados con un certificado de precisión a fin de confirmar que mantienen dicha exactitud. Dicho de otra forma, el equipo tiene que recalibrarse regularmente al grado de exactitud especificado. En el caso de los equipos detectores de pares de torsión, tales como las llaves dinamométricas indicadoras del par de torsión, conviene realizar frecuentemente la recalibración. Un patrón de calibración típico para una llave dinamométrica consiste en una palanca oscilante de brazo largo diseñada para resistir el par de torsión aplicado por medio de un par de reacción generado por una masa de prueba suspendida en un platillo de balanza a una distancia considerable, probablemente de más de 2 metros, del calzo de palanca. El par de torsión aplicado a la palanca actúa en torno al eje que coincide con el eje de pivote de la palanca, y para impedir que se mueva la palanca se agregan cuidadosamente masas de prueba en el platillo de balanza de un extremo del brazo largo de la palanca hasta conseguir el par de reacción de equilibrio. Toda la calibración tiene que realizarse en una habitación en condiciones de humedad y a temperatura controladas, siendo además, el suelo de la habitación estable al encontrarse esencialmente libre de vibraciones. Se trata de un procedimiento de calibración lento, debido a que se tienen que añadir uno a uno las distintas masas de prueba sobre el platillo de balanza. La recalibración sólo puede realizarse en un lugar certificado para ensayos en el que el equipo masivo de calibración se encuentra permanentemente instalado y en el que se conoce con precisión la fuerza de la gravedad, g. El par de reacción

\curt

aplicado mediante el brazo largo de la palanca puede determinarse directamente calculando el producto

\curt = d\ x\ M\ x\ g,

donde d es la distancia entre el calzo de palanca y el platillo de balanza,

M es la masa de prueba total que se ha agregado al platillo de balanza para impedir el movimiento angular de la palanca en respuesta al par de torsión aplicado, y

g es la aceleración debida a la gravedad en el lugar de ensayos.

La precisión de calibración del sensor se comprueba entonces directamente comparando el par de reacción medido con el valor correspondiente que indica el sensor de pares de torsión de la llave dinamométrica.

En unas propuestas recientes relativas a patrones deseables de equipos de calibración y procedimientos de calibración se ha sugerido que una calibración o recalibración de un instrumento medidor de pares de torsión debería verificar la precisión en la calibración del instrumento con una serie de medidas que recorren, en incrementos de 10%, la gama de pares de torsión de entre un 10% y aproximadamente el 100% del par nominal máximo medible por el instrumento a calibrar. Además, se ha sugerido que se deberían repetir varias veces las distintas medidas individuales y utilizar un promedio o valor medio ponderado estadísticamente para indicar el par de reacción aplicado mediante el equipo de calibración. Los equipos de calibración basados en una palanca oscilante de brazo largo son muy poco prácticos para estos procedimientos repetitivos de calibración, por lo que ha surgido la demanda de una máquina automática capaz de realizar una serie de medidas de par de torsión en un ciclo de ejecución que se ha predeterminado automáticamente, efectuándose cada medida con el grado de exactidud certificado. Además, esta exactitud tiene que ser por l menos tan buena como la que presenta el equipo de calibración basado en la palanca de brazo largo. Dicho equipo automático debe permitir preferentemente la realización automática de medidas repetitivas de modo que cada medida de par de torsión puede efectuarse un número determinado de veces a fin de verificar y confirmar la precisión y, además, debe ser capaz de explorar automáticamente una gama determinada de cargas de torsión en una serie de incrementos predefinidos. Otros atributos deseables del diseño de un equipo de calibración consisten en que debería ser preferentemente portátil, no debería requerir el conocimiento de la aceleración, g, debida a la gravedad que existe en el lugar en el que se va a realizar la verificación, y en que debería ser capaz de identificar y admitir la existencia de cargas laterales.

Por ejemplo, en el documento de A.V. Lanshchikov: "New Instrumentation for Threaded Assembly Work" publicado en Soviet Engineering Research (Stanki I Instrumenty & Vestnik Mashinostroenia Mashinostrocnie), vol. 11, nº 10, 1 de enero de 1991, páginas 104-108, se da a conocer un aparato para la calibración de llaves de torsión.

La presente invención se basa en el hecho de que un instrumento de medida secundario puede ser aceptable como referencia definitiva para la calibración de pares de torsión siempre que la precisión de dicho instrumento secundario es considerablemente mayor que la del aparato de referencia primario utilizado para medidas de calibración de pares de torsión.

La invención

La presente invención proporciona una unidad de calibración sensible a pares de torsión que comprende una barra de torsión hueca a la que se aplica el par de torsión y que está asociada a por lo menos dos pares de sensores de posición, habiéndose dispuesto cada par de sensores para poder medir movimientos de la barra en lados diametralmente opuestos de un eje central que atraviesa la barra, estando además los pares de sensores dispuestos para medir movimientos en direcciones perpendiculares entre sí.

La barra de torsión hueca presenta preferentemente un extremo terminal con forma de disco y el primero de los dos o más pares de sensores se dispone preferentemente para poder detectar movimientos de rotación en torno al eje central de la barra de torsión. Esto puede conseguirse utilizando el primer par de sensores de posición para el control de las posiciones de un par de caras planas coplanares de las lengüetas laterales del extremo terminal con forma de disco, el plano de las caras planas de las lengüetas laterales siendo coincidentes con el eje central de la barra de torsión. Las lengüetas son preferiblemente equidistantes al eje central, por lo que un movimiento de rotación puro de la barra de torsión hueca implica que las lengüetas se mueven recorriendo distancias iguales pero en sentido opuesto. Una carga lateral aplicada a la barra de torsión en dirección perpendicular al plano de las caras planas origina, en cambio, una deflexión de la barra de torsión hueca que implica un movimiento de las lengüetas en la misma dirección, por lo que un análisis de los movimientos relativos de las lengüetas permite identificar por separado y de forma precisa los movimientos rotativos y los movimientos transversales lineales que realiza la barra de torsión en la dirección de medida a consecuencia de las cargas laterales.

Un segundo par de sensores de posición se dispone preferentemente para poder detectar movimientos rotatorios en torno a un eje transversal al eje central de la barra de torsión, realizándose la detección mediante el control de las posiciones de un par de zonas objetivo que se encuentran sobre la cara del extremo terminal con forma de disco de la barra de torsión o sobre las lengüetas laterales, en los lados diametralmente opuestos del eje central. El análisis de las señales de salida del segundo par de sensores permite identificar de forma precisa los movimientos lineales que realiza la barra de torsión, a consecuencia de las cargas laterales, en una dirección perpendicular a las cargas laterales que inducen el movimiento transversal medido por el primer par de sensores de posición.

El tercer par de sensores de posición se dispone de forma similar al segundo par, pero en un plano mutuamente perpendicular.

Como alternativa al segundo y tercer par de sensores de posición descritos anteriormente, se puede disponer un segundo par de sensores de posición para controlar las posiciones de un par de caras planas coplanares de un segundo par de lengüetas laterales del extremo terminal con forma de disco, el plano de las caras planas del segundo par de lengüetas laterales siendo coincidentes con el eje central de la barra de torsión, pero siendo este plano perpendicular al plano de las caras planas del primer par de lengüetas laterales. En esta disposición, el análisis de los movimientos relativos de las lengüetas del segundo par proporciona una medida precisa de los movimientos rotatorios originados por pares de torsión así como de los movimientos lineales originados por cargas laterales que realiza la barra de torsión, realizándose la medida de estos dos tipos de movimiento de forma independiente. El primer y segundo par de sensores miden independientemente y en direcciones perpendiculares entre sí movimientos debidos a pares de torsión y movimientos debidos a cargas laterales. Un tercer par de sensores podría controlar, en el caso de que fuese conveniente, los movimientos que se producen, a consecuencia de las cargas laterales, en la dirección paralela al tercer eje.

Para facilitar el procedimiento, todos los datos que proporcionan los dos o más pares de sensores permiten controlar preferentemente movimientos de áreas del extremo terminal de la barra de torsión que se encuentran a la misma distancia del eje central. El segundo y tercer par se disponen preferentemente en un plano horizontal y un plano vertical, respectivamente, que pasan por el eje central.

Debido a que el análisis de los datos proporcionados por los sensores de posición incluyen datos que identifican cargas de torsión (rotatorias) y datos que identifican cargas laterales en cada uno de los dos o tres ejes perpendiculares entre sí, se dispone de la posibilidad, cuando el tratamiento de datos se realiza con la unidad de calibración según la presente invención, de presentar resultados que representan únicamente pares de torsión aplicados al eje central de la barra de torsión, así como datos correspondientes a las cargas laterales que se han medido de forma independiente.

La barra de torsión hueca y la parte con forma de disco del extremo terminal se fabrican preferentemente de una sola pieza de acero inoxidable de alta calidad, encontrándose las caras planas de la parte de disco o las caras planas asociadas con la parte de disco, cuyos movimientos controlan los seis sensores de posición, a iguales distancias radiales del eje central, siendo estas distancias de, por ejemplo, 10 a 20 cm.

Los sensores de posición pueden consistir en unos sensores ópticos capaces de detectar con una precisión de 1 parte por 100.000. Debido a la orientación de los tres pares de sensores, el equipo puede detectar tanto giros por torsión de la barra de torsión hueca, como los movimientos netos que realiza en dirección vertical y en dirección lateral el extremo distal de la barra de torsión, siendo éste el extremo al que están asociados los sensores.

Si al utilizar el equipo se aplica una carga de torsión a la barra de torsión hueca, entonces es muy probable que se produzca invariablemente una flexión rotatoria muy pequeña de la barra de torsión y que ésta sea detectada por los dos o más pares de sensores de posición. Mediante la comparación de las medidas realizadas por los sensores de posición de cada par se podrá determinar si la barra de torsión hueca sometida a una carga lateral realiza un movimiento vertical o lateral y si el brazo gira bajo el efecto de una carga de torsión aplicada. La unidad de calibración se asocia preferentemente a un ordenador capaz de procesar las lecturas que proporcionan los distintos sensores de posición para cada par de torsión aplicado, a fin de proporcionar una cifra de salida correspondiente a la medida de torsión final junto con cifras relativas a las cargas laterales que actúan en los planos vertical y horizontal. El tratamiento de las señales se describirá a continuación con más detalle junto con las formas de realización ilustradas que se presentan a título de ejemplo.

La unidad de calibración de la presente invención no proporciona medidas absolutas de la torsión como la palanca oscilante de brazo largo, por lo que constituye una unidad que tiene que calibrarse a su vez, pero dado que es capaz de proporcionar medidas de pares de torsión con una precisión superior en varios órdenes de magnitud a las que proporciona la palanca oscilante de brazo largo, que constituye la unidad de calibración convencional y primaria, y dado que es capaz de mantener esta precisión en la calibración durante un período prolongado de utilización, resulta que es perfectamente aceptable como unidad de calibración secundaria. Consiste además preferentemente en una unidad diseñada como unidad portátil contenida en una caja que mantiene la temperatura y la humedad constantes.

La unidad de la presente invención se dota, para fines de calibración, con un armazón de montaje que comprende dos superficies de soporte perpendiculares entre sí y un medio de nivelado para poder situar la unidad sobre una superficie plana y con una de dichas superficies de soporte en posición exactamente horizontal. La unidad se calibra en un lugar de ensayos certificado en el que se conoce con precisión la aceleración, g, debida a la gravedad. Tras nivelar la unidad, se sujeta un platillo de balanza al extremo de la barra de torsión y se agregan al platillo masas de prueba con el propósito de aplicar a la barra un par de torsión y una carga lateral conocidos con precisión. La carga lateral y el par de torsión medidos por la unidad se comparan entonces con los aplicados, y se repiten estas medidas con los mismos u otros pares de torsión y/o cargas laterales para obtener un número de medidas significativo desde el punto de vista estadístico. A continuación, se gira la unidad 90º para que, situada sobre la misma superficie plana, se apoye ahora sobre la otra superficie de soporte. Se repiten las medidas del par de torsión aplicado, pero ahora, debido al giro de la unidad, no intervienen los elementos de carga lateral de la primera serie de medidas, siempre que ese par de sensores participe en la calibración final. Después de esto, la unidad ya puede transportarse sin platillo de balanza y masas de prueba a cualquier fábrica y utilizarse allí para la calibración de herramientas detectoras de pares de torsión, ya que la deflexión de la barra de torsión debida a la aplicación de un par de torsión no depende de la aceleración, g, debida a la gravedad que existe en la fábrica.

Dibujos

A continuación, se ilustra la presente invención mediante una serie de dibujos en los que

la Figura 1 representa esquemáticamente una vista frontal de una unidad de calibración según la presente invención,

la Figura 2 consiste en una vista lateral de la unidad de calibración,

la Figura 3 consiste una vista lateral de la barra de torsión hueca de la unidad,

la Figura 4 consiste en una vista en perspectiva de la barra de torsión hueca, y

la Figura 5 consiste en una vista frontal en alzado de la barra de torsión hueca, en la que se puede apreciar la disposición de la barra con respecto a los cuatro sensores ópticos de posición que comprende la unidad.

Haciendo en primer lugar referencia a las Figuras 1 y 2, la unidad comprende un armazón de montaje firme 1 en el que se ha montado de forma voladiza una barra de torsión hueca 2, que se ha fabricado de una sola pieza de acero inoxidable formando una barra de torsión hueca 2a dotada, en uno de sus extremos, con una brida de montaje 2b y, en el otro extremo, con una brida de referencia sensoria 2c. La brida de referencia sensoria 2c incluye también, en el centro, un dispositivo de accionamiento cuadrado 2d para aplicar el par de torsión a la barra de torsión 2. El armazón de montaje 1 comprende dos superficies de soporte, 1a y 1b, perpendiculares entre sí y un medio de nivelado (no ilustrado) para nivelar con precisión a fin de que una de dichas superficies, 1a, quede exactamente en el plano horizontal. La unidad ha sido diseñada para poder montarla sobre una repisa o el tablero de una mesa.

La barra de torsión 2 se encuentra dentro de una caja 3 de clima controlado. Es decir, tanto la temperatura como la humedad relativa del aire en la caja están controlados a fin de mantenerlos estables dentro de unos límites establecidos. Desde el exterior de la caja 3 sólo se puede acceder al dispositivo de accionamiento 2d de la barra de torsión 2. Se ha dotado la unidad con unos medios (no ilustrados) para mantener el aire dentro de la caja 3 a una presión ligeramente superior a la atmosférica por lo que se produce una fuga de aire constante hacia el exterior de la caja a través de la abertura en el que se encuentra el dispositivo de accionamiento 2d.

Las Figuras 3 a 5 ilustran con más detalle la barra de torsión 2. La brida de montaje 2b comprende una serie de orificios de montaje 5 para poder sujetar la barra de torsión 2 al armazón 1. La brida de referencia sensoria 2c está provista de cuatro lengüetas, 6, 7, 8 y 9, que sobresalen radialmente y que proporcionan para las medidas tres pares de caras de medición diametralmente opuestas y enfrentadas en direcciones perpendiculares entre sí. Un par de caras de medición, 6a y 7a, constituyen caras coplanares y horizontales cuando ningún par de torsión actúa sobre la barra de torsión 2 y la placa de base 1a está nivelada. Un segundo par de caras de medición, 6b y 7b, consiste en caras coplanares y verticales. El tercer par de caras de medición, 8c y 9c, consiste también en caras coplanares y verticales. Todas estas seis caras de medición están a una misma distancia radial del eje central de la barra de torsión 2. La barra de torsión 2 puede fabricarse con precisión y de una sola pieza de acero utilizando un torno mecánico para metales. Es importante que la precisión en la fabricación sea la máxima posible debido a que el grado de precisión utilizado en la fabricación incide en la precisión de medida que será capaz de proporcionar la unidad acabada. Las caras 6, 7, 8 y 9 deben conformarse también con mucha precisión para que constituyan tres pares de caras perfectamente perpendiculares entre sí y para que las caras de cada par sean exactamente coplanares entre sí y las caras del primer par, 6a y 7a, coplanares con el eje central de la barra de torsión 2. A cada una de estas caras, 6a, 7a, 6b, 7b, 8c y 9c, se asocia un sensor óptico, 10, 11, 12, 13, 14 ó 15. Los sensores 10, 11, 12, 13, 14 y 15 se montan sobre el armazón de soporte 1, que se encuentra dentro de la caja 3, y se alinean de forma que quedan perpendiculares a las respectivas caras a las que están asociados. Todos estos seis sensores miden movimientos a una misma distancia radial D del eje central de la barra de torsión 2.

Tal como puede apreciarse en las figuras, los sensores ópticos se montan separados de las caras con las que están respectivamente asociados, si bien apuntan hacia ellas. Se podría tratar de un montaje con la disposición apropiada para sensores láser que operan sin contacto y que proporcionan lecturas muy precisas basadas en el uso de la interferometría. Los sensores pueden consistir también alternativamente en transductores digitales de desplazamientos lineales que funcionan por contacto, tales como los que fabrica y comercializa la empresa Heidenhain. Dichos transductores incorporan una sonda movible en sentido lineal que está en contacto con la cara asociada de la brida de referencia sensoria 2c, y proporcionan medidas precisas del movimiento de dicha sonda utilizando técnicas basadas en franjas ópticas.

Supóngase que los sensores 10 y 11 miden las distancias x_{1} y x_{2} (Figura 5) entre dichos sensores y las caras asociadas a ellos, 6a y 7a, mientras que los sensores 12 y 13 miden las correspondientes distancias y_{1} e y_{2} entre estos sensores y las caras asociadas 6b y 7b; y los sensores 14 y 15, las correspondientes distancias z_{1} y z_{2}. Los valores absolutos de x_{1}, x_{2}, y_{1}, y_{2}, z_{1} y z_{2} no son relevantes debido a que en los cálculos requeridos para determinar el par de torsión y las cargas laterales sólo intervienen las variaciones \deltax_{1}, \deltax_{2}, \deltay_{1}, \deltay_{2}, \deltaz_{1} y \deltaz_{2}.

Si a la barra de torsión 2 se aplica un par de torsión con ninguna carga lateral, entonces las variaciones \deltax_{1} y \deltax_{2} tienen la misma magnitud pero signos opuestos, mientras que las variaciones \deltay_{1}, \deltay_{2}, \deltaz_{1} y \deltaz_{2} son nulas. Idealmente:

\delta x_{1} = - \delta x_{2}

\delta y_{1} = \delta y_{2} = \delta z_{1} = \delta z_{2} = 0

Por consiguiente, se puede deducir una única lectura promediada de la desviación angular del eje 2a mediante:

\frac{\delta x_{1} - \delta x_{2}}{2D}

Si, en cambio, sobre el eje 2 actúa una carga lateral vertical, entonces las variaciones en las distancias medidas x_{1} y x_{2}, o en las distancias medidas z_{1} y z_{2}, proporcionan la desviación del eje 2 debida a dichas cargas laterales. La desviación ocasionada en el plano vertical por estas cargas laterales es:

\frac{\delta x_{1} + \delta x_{2}}{2D} = \frac{\delta z_{1} + \delta z_{2}}{2D}

Si, de forma análoga, actúa una carga lateral horizontal, entonces la desviación ocasionada por la carga lateral es:

\frac{\delta y_{1}+ \delta y_{2}}{2D}

Las lecturas obtenidas con los seis sensores ópticos se transmiten a un ordenador, que puede ser parte integrante de la unidad o consistir en un ordenador externo que se ha programado apropiadamente y que es capaz de aceptar las señales de salida analógicas o digitales que proporcionan los sensores. Conociendo la distancia D, se puede calcular entonces la deflexión angular corregida del brazo 2 que se produce, en presencia de cargas laterales, en los planos horizontal y vertical, a la vez que los resultados obtenidos con este cálculo pueden visualizarse en una pantalla indicadora o guardarse en la memoria junto con los valores nominales de la deflexión debida a cargas laterales.

La calibración de la unidad se realiza en un lugar certificado para ensayos en el que se conoce con precisión la aceleración, g, debida a la gravedad, que existe en dicho lugar, y en el que se puede disponer de masas de prueba precisas. La unidad se fija, en primer lugar, a una superficie de trabajo de nivel estable de forma que descansa sobre sus superficies de apoyo 1a, y se ajusta hasta que las caras 6a y 7a se encuentran exactamente en el plano horizontal. A continuación, se enchaveta una palanca de calibración rígida (no ilustrada) al dispositivo de accionamiento 2d. La palanca de calibración consiste en una palanca horizontal dotada con un platillo de balanza en cada uno de sus extremos opuestos. La palanca de calibración se equilibra inicialmente agregando masas de prueba ligeras a uno o a otro de los platillos de balanza hasta anular la deflexión angular de la barra de torsión 2. Se puede entonces proceder a medir la desviación de la barra de torsión 2 ocasionada en el plano vertical por la carga lateral y guardar la medición en la memoria. La desviación en el plano horizontal es nula al haber nivelado inicialmente la unidad con mucho cuidado.

Acto seguido, se añade una masa de prueba conocida a uno de los platillos de balanza y se mide la deflexión angular de la barra de torsión 2. Esto puede repetirse con una serie de masas de prueba, y los efectos de la carga lateral sobre la deflexión del eje se registran y guardan añadiendo masas de prueba idénticas a los platillos de balanza de los dos extremos opuestos. En la memoria del ordenador se construye así pues un mapa de bits con la deflexión angular en función del par de torsión aplicado, habiéndose medido la torsión independientemente de las cargas laterales.

Las masas de prueba utilizadas en la calibración descrita anteriormente consisten preferentemente en masas de prueba certificadas para medidas de precisión. La distancia de los platillos de balanza al punto de apoyo de la palanca de calibración es un dato conocido con precisión. El par de torsión aplicado puede determinarse por lo tanto directamente calculando el producto M x D x g, donde M es la masa de prueba, D la distancia conocida entre cada platillo de balanza y el punto de apoyo de la palanca, y g es la constante de gravedad.

A continuación, se gira la unidad 90º para que se apoye sobre su otra cara de soporte 1b, y se repite el procedimiento. De esta forma se proporciona a la memoria del ordenador un mapa de bits completo de los efectos de las cargas laterales en los planos horizontal y vertical, así como una correlación calibrada con precisión entre pares de torsión y deflexiones angulares de la barra de torsión 2.

Tras la calibración inicial, se separa la palanca rígida del dispositivo de accionamiento 2d y la unidad ya puede llevarse a la fábrica o a cualquier otro lugar donde se requiera utilizarla. Allí se procederá entonces a enchavetar, por ejemplo, la cabeza de accionamiento de una llave de torsión a calibrar al casquillo de la unidad. Al aplicar un par de torsión con la llave enchavetada, el sensor de pares de torsión de la llave indicará el par de torsión aplicado que ha detectado dicha llave. Este dato se compara con el par de torsión aplicado que ha detectado la unidad de la presente invención, realizándose esta comparación preferentemente de forma automática en la memoria del ordenador que recibe directamente las señales de salida del sensor de la llave de torsión. La construcción de la curva de pares de torsión aplicados se realiza de forma que puede adaptarse a cualquier norma recomendada, como, por ejemplo, recorriendo, en incrementos de 10%, la gama de pares de torsión de entre el 10% del par nominal máximo y el par de torsión nominal máximo que mide la llave de torsión, y repitiendo un determinado número de veces la medida correspondiente a cada par de torsión, volviendo siempre a la situación de par nulo entre dichas medidas sucesivas. Esta adaptación a patrones estándar recomendados se realiza fácilmente debido a que la unidad responde instantáneamente al par de torsión aplicado, requiriéndose un tiempo de estabilización insignificante para que los sensores 10 a 15 proporcionen señales de salida estables.

La precisión potencial de la unidad de la presente invención es en varios órdenes de magnitud superior a la del sistema de palanca de calibración rígida y masas de prueba precisas, con el que se ha calibrado la propia unidad. Además, la unidad mantiene, una vez calibrada, dicha precisión durante un período prolongado de utilización, ya sea en uso constante o intermitente. Puede fabricarse como una unidad portátil sin que ello implique pérdida alguna en la precisión. Por consiguiente, aunque sólo constituya un medio de calibración secundario, a diferencia de la palanca rígida que es un medio directo de calibración, resulta ser una unidad más apropiada para satisfacer las normas de calibración cada vez más estrictas que se establecen para las unidades de calibración de sensores industriales de pares de torsión. Además, constituye la única unidad de calibración con capacidad para medir cargas laterales y distinguir las cargas laterales que actúan en dos planos perpendiculares entre sí.

Claims (9)

1. Unidad de calibración sensible a pares de torsión que comprende una barra de torsión hueca sobre la que actúa el par de torsión aplicado y que está asociada a dos o más pares de sensores de posición, habiéndose dispuesto cada par de sensores para poder medir movimientos de la barra en lados diametralmente opuestos de un eje central que atraviesa la barra, estando, además, los pares de sensores dispuestos para medir movimientos en direcciones perpendiculares entre sí.

2. Unidad de calibración sensible a pares de torsión según la reivindicación 1, en la que la barra de torsión hueca presenta un extremo terminal con forma de disco y en la que un primer par de los tres pares de sensores se ha dispuesto para detectar movimientos rotatorios en torno al eje central de la barra de torsión.

3. Unidad de calibración sensible a pares de torsión según la reivindicación 2, en la que la barra de torsión hueca y la parte terminal con forma de disco se han fabricado de una sola pieza de acero inoxidable de alta calidad.

4. Unidad de calibración sensible a pares de torsión según la reivindicación 2 o reivindicación 3, en la que el primer par de sensores de posición se ha dispuesto de tal forma que controla las posiciones de un par de caras planas y coplanares de unas lengüetas laterales del extremo terminal con forma de disco, el plano de las caras planas de las lengüetas laterales siendo coincidentes con el eje central de la barra de torsión, y de forma que al procesar las señales de salida, que proporciona el primer par de sensores de posición, se obtienen de forma independiente medidas del movimiento angular del extremo terminal con forma de disco como consecuencia del par de torsión aplicado y movimiento lateral debido a la carga lateral aplicada.

5. Unidad de calibración sensible a pares de torsión según la reivindicación 4, en la que las lengüetas son equidistantes al eje central.

6. Unidad de calibración sensible a pares de torsión según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la que un segundo par de sensores de posición se ha dispuesto para detectar movimientos en torno a un eje transversal al eje central de la barra de torsión, realizándose la detección mediante el control de las posiciones de un par de zonas objetivo que se encuentran sobre la cara del extremo terminal con forma de disco de la barra de torsión o sobre las lengüetas laterales, en los lados diametralmente opuestos del eje central.

7. Unidad de calibración sensible a pares de torsión según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, en la que un tercer par de sensores de posición se ha dispuesto de forma similar al segundo par, pero en un plano mutuamente perpendicular.

8. Unidad de calibración sensible a pares de torsión según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en la que un segundo par de sensores de posición se ha dispuesto de tal forma que controla las posiciones de un par de caras coplanares de un segundo par de lengüetas laterales del extremo terminal con forma de disco, coincidiendo el plano de las caras planas del segundo par de lengüetas laterales con el eje central de la barra de torsión, siendo dicho plano a la vez perpendicular al plano de las caras planas del par de lengüetas laterales asociadas al primer par de sensores de posición, y de forma que las señales de salida del segundo par de sensores de posición se procesan para proporcionar de forma independiente medidas del movimiento angular del terminal con forma de disco a consecuencia del par de torsión aplicado y movimiento lateral debido a la carga lateral aplicada.

9. Unidad de calibración sensible a pares de torsión según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que todos los sensores de posición se han dispuesto para controlar el movimiento de áreas del extremo terminal de la barra de torsión que se encuentran a la misma distancia del eje central.