邢化友，张 路，边宁涛，司马斌，韩彦龙，杨 洋

（西安轻工业钟表研究所有限公司，陕西 西安710061）

轴承摩擦力矩是轴承领域用来衡量轴承特性的重要技术指标之一，轴承摩擦力矩的准确测定在许多工业和科学研究领域中都有重要意义。本文对轴承摩擦力矩的测量主要应用复摆能量守恒的原理，推导出轴承摩擦力矩与摆角的关系式，并将关系式编写入上位机软件中，最终根据摆角的测量计算出轴承的摩擦力矩。系统中为了减少外界轴承启动摩擦力的介入，使用非接触式圆光栅对复摆摆动角度进行实时测量，圆光栅编码器有着非接触、精度高等特点，可提供准确可靠的动态角度数据。本文利用高精度非接触式圆光栅编码器开发一套基于Visual C++与STM32的检测软件，实现了轴承摩擦力矩的自动化测量。

1 系统测量原理

测量系统的测试原理如图1所示。将轴承装入轴承安装部件内，摆杆连接部件挂由10 kg负载，轴承安装部件以小角度（10°）范围内进行摆动，同时安装在轴承安装部件上的码盘也随之进行转动，测头实时对码盘旋转的脉冲进行输出传送给STM32，为了精确进行角度的测量对输出的脉冲进行了400倍细分，并通过光耦将脉冲信号传递给STM32，使用STM32的TIM3编码器模式来对输入的脉冲进行计数，选用雷尼绍的圆光栅编码器一圈7200个脉冲，经过400倍的细分后一圈288000脉冲，STM32计一个脉冲周期的方波表示码盘转了0.000 125°，最后将角度信息通过RS232发送给上位机软件利用推到出的关系式进行轴承摩擦力矩的计算。……