北京恒奧德儀器儀表有限公司
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扭矩傳感器，(又稱(chēng)力矩傳感器、扭力傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、扭矩儀)分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩大類(lèi)，其中動(dòng)態(tài)扭矩傳感器又可叫做轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器等。 扭矩傳感器是對(duì)各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械件上對(duì)扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測(cè)。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)。扭矩傳感器可以應(yīng)用在制粘度計(jì)，電動(dòng)(氣動(dòng)，液力)扭力扳手，它具有度，頻響快，可靠性好，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
基本介紹
扭矩是在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中頻繁涉及到的參數(shù)，為了檢測(cè)旋轉(zhuǎn)扭矩，使用較多的是扭轉(zhuǎn)角相位差式傳感器。該傳感器是在彈性軸的兩端安裝著兩組齒數(shù)、形狀及安裝角度相同的齒輪，在齒輪的外側(cè)各安裝著只接近(磁或光)傳感器。當(dāng)彈性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，這兩組傳感器就可以測(cè)量出兩組脈沖波，這兩組脈沖波的前后沿的相位差就可以計(jì)算出彈性軸所承受的扭矩量。該方法的優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩信號(hào)的非接觸傳遞，檢測(cè)信號(hào)為數(shù)字信號(hào);缺點(diǎn):體積較大，不易安裝，低轉(zhuǎn)速時(shí)由于脈沖波的前后沿較緩不易，因此低速性能不理想。
扭矩測(cè)試成熟的檢測(cè)手段為應(yīng)變電測(cè)，它具有度、頻響快、可靠性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 將用的測(cè)扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上，并組成應(yīng)變橋，若向應(yīng)變橋提供作電源即可測(cè)試該彈性軸受扭的電信號(hào)。這就是基本的扭矩傳感器模式。但是在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)中，棘手的問(wèn)題是旋轉(zhuǎn)體上的應(yīng)變橋的橋壓輸入及檢測(cè)到的應(yīng)變信號(hào)輸出如何可靠地在旋轉(zhuǎn)分與靜止分之間傳遞，通常的做法是用導(dǎo)電滑環(huán)來(lái)成。 由于導(dǎo)電滑環(huán)屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發(fā)熱，因而限制了旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速及導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。并且由于接觸不可靠引起信號(hào)波動(dòng)，從而成測(cè)量誤差大甚至測(cè)量不成。為了克服導(dǎo)電滑環(huán)的缺陷，另個(gè)辦法就是采用無(wú)線(xiàn)電遙測(cè)的方法 :將扭矩應(yīng)變信號(hào)在旋轉(zhuǎn)軸上放大并行V/F轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，通過(guò)載波調(diào)制用無(wú)線(xiàn)電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上發(fā)射至軸外，再用無(wú)線(xiàn)電接收的方法，就可以得到旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號(hào)。 旋轉(zhuǎn)軸上的能源供應(yīng)是固定在旋轉(zhuǎn)軸上的電池。該方法即為遙測(cè)扭矩儀。
兩類(lèi)傳感器
非接觸式扭矩傳感器
非接觸式扭矩傳感器輸入軸和輸出軸由扭桿連接起來(lái)，輸入軸上有花鍵，輸出軸上有鍵槽。當(dāng)扭桿受方向盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，輸入軸上的花鍵和輸出軸上鍵槽之間的相對(duì)位置就被改變了?；ㄦI和鍵槽的相對(duì)位移改變量等于扭轉(zhuǎn)桿的扭轉(zhuǎn)量，使得花鍵上的磁感強(qiáng)度改變，磁感強(qiáng)度的變化，通過(guò)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。非接觸扭矩傳感器由于采用的是非接觸的作方式，因而壽命長(zhǎng)、可靠性，不易受到磨損、有更小的延時(shí)、 受軸的偏轉(zhuǎn)和軸向偏移的影響更小，已經(jīng)廣泛用于轎車(chē)域。
應(yīng)變片扭矩傳感器
應(yīng)變片傳感器扭矩測(cè)量采用應(yīng)變電測(cè)。在彈性軸上粘貼應(yīng)變計(jì)組成測(cè)量電橋，當(dāng)彈性軸受扭矩產(chǎn)生微小變形后引起電橋電阻值變化，應(yīng)變電橋電阻的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的變化從而實(shí)現(xiàn)扭矩測(cè)量。傳感器就成如下的信息轉(zhuǎn)換;傳感器由彈性軸、測(cè)量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。
性能無(wú)線(xiàn)型
性能無(wú)線(xiàn)扭矩傳感器將傳感器與無(wú)線(xiàn)通信結(jié)合在起，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)傳輸。扭矩電信號(hào)由單片機(jī)控制的信號(hào)處理電路行放大、A/D轉(zhuǎn)換之后，編碼器將采集到的數(shù)字量編碼傳送給發(fā)射模塊行發(fā)送。接收模塊接收到數(shù)據(jù)后，解碼器將譯出的數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)，由LED顯示得到的扭矩?cái)?shù)據(jù)值。傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)射電路由扭矩傳感器、信號(hào)處理分、單片機(jī)和無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路組成。扭矩傳感器將電阻應(yīng)變片產(chǎn)生的應(yīng)變電信號(hào)傳送到信號(hào)處理電路。信號(hào)處理分對(duì)傳感器模擬信號(hào)提取放大，并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。微處理器負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)各分器件的作，并對(duì)數(shù)字信號(hào)行處理。無(wú)線(xiàn)發(fā)射電路在微處理器的控制下，由編碼器將采集到的信息數(shù)據(jù)行相應(yīng)的編碼和處理，并用發(fā)射模塊發(fā)射出。實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)傳輸。
應(yīng)用范圍
扭矩傳感器是種測(cè)量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械率的測(cè)量?jī)x器。應(yīng)用范圍十分廣泛，主要用于:
1、電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備輸出扭矩及率的檢測(cè);
2、風(fēng)機(jī)、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及率的檢測(cè);
3、鐵路機(jī)車(chē)、汽車(chē)、拖拉機(jī)、飛機(jī)、船舶、礦山機(jī)械中的扭矩及率的檢測(cè);
4、可用于污水處理系統(tǒng)中的扭矩及率的檢測(cè);
5、可用于制粘度計(jì);
6、可用于過(guò)程業(yè)和程業(yè)中;
7、可以應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，測(cè)試以及監(jiān)控和質(zhì)量控制;
產(chǎn)品信息
基本原理
扭矩的測(cè)量:采用應(yīng)變片電測(cè)，在彈性軸上組成應(yīng)變橋。如圖1所示:
產(chǎn)品點(diǎn)
1.信號(hào)輸出可意選擇波形─方波或脈沖波。
2.檢測(cè)度、穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)。
3.不需反復(fù)調(diào)零即可;連續(xù)測(cè)量正反扭矩。
4.即可測(cè)量靜止扭矩，也可測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩。
5.體積小、重傳感器可脫離二次儀表立使用，只要按插座針號(hào)提供 15V，-15V(200mA)的電源，即可輸出阻抗與扭矩成正比的等方波或脈沖波頻率信號(hào)。量輕、易于安裝。
6.測(cè)量范圍: 0-10000Nm標(biāo)準(zhǔn)可選, 非標(biāo)準(zhǔn)2Nm、3Nm、5Nm、8Nm、10Nm，殊量程可定制。
注意事項(xiàng)
1.安裝時(shí)，不能帶電操作，切莫直接敲打、碰撞傳感器。
2.聯(lián)軸器的緊固螺栓應(yīng)擰緊 ,聯(lián)軸器的外面應(yīng)加防護(hù)罩，避免人身傷害。
3.信號(hào)線(xiàn)輸 出不得對(duì)地 ,對(duì)電源短路,輸出電不大于10mA· 屏蔽電纜線(xiàn)的屏蔽層與 15V電源的公共端(電源地)連接
