2。1。2 影响测量精度的主要因素

从上文的工作原理，可以知道粘度的测量主要是根据待测溶液旋转时所产生的力 矩来得知的，在查阅了一些文献资料后，影响测量精度的因素大致可以归结为以下几 点：

（1）粘度计的刻度表盘没有进行校零，这会导致读数出现偏差。

（2）在测量之前没有进行水平调节，这会导致待测溶液旋转时不稳定。

（3）在测量过程中由于待测溶液会不停的旋转，会引起溶液温度升高，而根据 温度升高，粘度下降的原理可知，粘度会偏低。

考虑到上述几点原因，在做旋转粘度计的设计时，本人做了一些优化与改进来避 免这些影响因素的出现。

2。2 旋转粘度计的部件设计

2。2。1 电机的选择

市场上从经济因素来考虑的话，一般会选择同步电机来供给粘度计使用。但是， 同步电机有着一些缺点，最主要的就是启动性能比较差，导致测量精度会有些影响。 因此，排除价格因素，本设计中采用了步进电机来作为动力源。传统的同步电机是根 据“功率”来选型的，而步进电机的工作和力矩有着密切的关系，因此，是根据需要 的力矩来选型的。一般说来，如果需要的力矩在 0。8N·m 以下的[14]，可以有 20、28、 35、39、42 这几种型号(数字代表的是电机的机身最大直径或着说是机身的方度，单 位：mm)来选择；如果力矩在 1N·m 左右的，比较合适的机型是 57 的步进电机；而当 力矩在几个 N·m 或者当力矩更大的时候，就要选择 86、110、130 这几种规格的步进 电机。经下文的力矩计算以及设计的尺寸来看，选择 110 的规格给本旋转粘度计使用。

2。2。2 变速齿轮的选择文献综述

为了使旋转粘度计有更为精准的测量系统，整个粘度计的传动必须平滑，因此在 选择减速齿轮时，对它有着很严格的技术要求，特别是在加工精度以及材料的选择上。 目前，由国内所研发制造的旋转粘度计，采用的齿轮大多数都是用用金属片加工而来 的，然后再与其他的零件相啮合的。但是经过本人查阅有关资料后发现，由于这种加 工方式是需要多次加工的，比较繁杂，它具有的局限性也比较高，而且用这种加工方 式加工出来的齿轮精度不够，很难达到预想的设计要求，它在测量时还会出现一些不

利现象，比如跳动，并且通常还会伴随着比较大的噪音。因为工程塑料的性能要强于 金属，所以本人在选材时，用高性能工程塑料来代替普通金属。而且在制作齿轮时， 用这种材料可以把齿轮一次成型，它具有非常高的精度，并且这种材料的使用从根本 上解决了金属材料齿轮所带来的一些负面的问题，这不仅大大提高了测量的精度，还 延长了粘度计的使用寿命。

2。2。3 游丝的设计

游丝是粘度计中最为重要的元件，它的好坏直接影响到测量精度，所以对于它的 选择，有着十分重要的技术要求。

如图 2。2 所示，游丝以及游丝内桩两部分组成了整个游丝部件，游丝的内桩是通 过激光焊接法，铆接法以及粘接法等方法固定在游丝上的。平时机械结构中常用的内 桩的形式主要有两种，一是圆柱型的内桩，另一种是三角型内桩。圆柱型内桩结构有 很多优点，加工、装配和调整比较方便是最大的优点，而它的缺点是游丝内端的折角 是弯制而成的，这会导致游丝的弹性性能大幅下降，同时圆柱型内桩存在切口，这容 易让游丝在工作时候产生不平衡现象，并且特别容易导致游丝中心发生偏移，这些因 素会影响精度；而三角型内桩的优点是它可以拆卸，如果内桩损坏，只需要换掉内桩， 游丝不需要更换，并且三角型内桩相比于圆柱型内桩具有更高的弹性性能，但是它相 对于圆柱型内桩的缺点是加工难度比较大。综合考虑，本设计选择圆柱型内桩。