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什么是扭矩传感器
- 2019-05-06 -

        扭矩由扭轴转换成扭应力或扭转角,再转换成与扭矩有一定关系的电信号传感器。扭轴形式有实心轴、空心轴、矩形轴等,根据不同的工作原理,扭应力式扭矩传感器可分为电阻应变式和压磁式;扭角式扭矩传感器可分为振动串式、光电式和相位差式。

        电阻应变式扭矩传感器,连接电阻应变计(参见扭转轴上的电阻应变计,应变桥的电源和桥路输出信号必须通过导电滑环)。该传感器结构简单,制造方便,但由于采用导电滑环,振动频率低,不适合高速旋转体和扭轴。扭矩是旋转动力机械的一个重要工作参数。扭矩测量已成为机械测量的重要组成部分。扭矩测量广泛应用于工业、农业、交通、航天、国防、能源、化工等领域。如果能准确、可靠、方便地测量被测机械的平均或瞬时扭矩、转速和功率,对提高和提高旋转动力机械的性能将有很大的帮助。同时,在被测机械中,扭矩测量系统可以作为日常监测装置,在故障诊断中起到作用,也可以作为自动控制系统中的检测装置。扭矩测量技术的发展有赖于传感器、信号传输和测量仪器的研究。传感器已经从介入式发展到非介入式。信号传输从接触滑环传输发展到非接触传输。目前,由于微机的应用,扭矩测量仪的性能得到了很大的提高。本文所研究的磁弹性扭矩测量仪由磁弹性扭矩传感器和后续测量电路组成。它是利用铁磁材料的磁弹性效应(压磁效应)来测量扭矩的仪器。由于测量元件不与转轴接触,不随转轴移动,信号提取更方便,不需要导电滑环,可靠性高,耐久性好,对温度和干扰不敏感。实验表明,输出电压与转矩呈线性关系。

        压磁式扭矩传感器的扭矩轴由铁磁材料制成。当转矩作用于轴上时,会产生方向应力和磁各向异性,即在拉应力作用下磁阻减小,而在压应力作用下磁阻增大。传感器无导电滑环,属于非接触测量。它具有可靠性高、耐久性好、输出电压高、对温度和干扰不敏感等优点。

        振弦式扭矩传感器利用振弦的灵敏扭角来测量扭矩(见振弦式传感器)。其特点是采用频率信号传输方式,具有良好的抗干扰性能。

        光电扭矩传感器由扭转轴和两个光栅盘组成。两个光栅盘具有相等数量的径向黑色零件。当扭矩作用于扭轴时,扭角变形。光栅盘1与光栅盘2在一定角度上不同,形成光发射器。然后光电元件具有带宽度调制的脉冲输出。扭矩越大,光发射器的开口越大,光电电流脉冲越宽。脉冲电流的平均值与转矩成正比。传感器属于非接触式,但光源必须通过电压稳定。

        相位差扭矩传感器由一个带两个齿轮的扭转轴和一对磁阻脉冲发生器组成。每个齿轮齿的顶部装有一个由线圈和磁铁组成的探测器。当扭转轴被扭转时,两个检测器的输出电压产生相位差,这与传递扭矩的大小相对应。通过测量相位差可以测量出相应的扭矩值。该传感器具有测量精度高、非接触测量等特点。