扭矩传感器是什么?扭矩传感器的应用扭矩 | |
| 扭矩传感器是什么呢?扭矩传感器又被称为力矩传感器、扭力传感器等，主要用于对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力感知的检测，具有性能稳定、响应快、可靠性好、寿命长等优点。扭矩传感器的应用 扭矩是在旋转动力系统中最频繁涉及到的参数，为了检测旋转扭矩，使用较多的是扭转角相位差式传感器。该传感器是在弹性轴的两端安装着两组齿数、形状及安装角度完全相同的齿轮，在齿轮的外侧各安装着一只接近(磁或光)传感器。当弹性轴旋转时，这两组传感器就可以测量出两组脉冲波，比较这两组脉冲波的前后沿的相位差就可以计算出弹性轴所承受的扭矩量。该方法的优点：实现了转矩信号的非接触传递，检测信号为数字信号;缺点：体积较大，不易安装，低转速时由于脉冲波的前后沿较缓不易比较，因此低速性能不理想。 扭矩测试比较成熟的检测手段为应变电测技术，它具有精度高、频响快、可靠性好、寿命长等优点。 将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上，并组成应变桥，若向应变桥提供工作电源即可测试该弹性轴受扭的电信号。这就是基本的扭矩传感器模式。但是在旋转动力传递系统中，最棘手的问题是旋转体上的应变桥的桥压输入及检测到的应变信号输出如何可靠地在旋转部分与静止部分之间传递，通常的做法是用导电滑环来完成。 由于导电滑环属于磨擦接触，因此不可避免地存在着磨损并发热，因而限制了旋转轴的转速及导电滑环的使用寿命。并且由于接触不可靠引起信号波动，从而造成测量误差大甚至测量不成功。为了克服导电滑环的缺陷，另一个办法就是采用无线电遥测的方法 :将扭矩应变信号在旋转轴上放大并进行V/F转换成频率信号，通过载波调制用无线电发射的方法从旋转轴上发射至轴外，再用无线电接收的方法，就可以得到旋转轴受扭的信号。 旋转轴上的能源供应是固定在旋转轴上的电池。该方法即为遥测扭矩仪。 扭矩传感器应用范围是什么1.检测发电机，电动机，内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率。 2.检测减速机，风机，泵，搅拌机，卷扬机，螺旋桨，钻探机械等设备的负载扭矩及输入功率。 3.检测各种机械加工中心，自动机床的工作过程中的扭矩。 4.各种旋转动力设备系统所传递的扭矩及效率； 5.检测扭矩的同时可以检测转速，轴向力。 扭矩传感器，(又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪)分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。 扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。扭矩传感器可以应用在制造粘度计，电动(气动，液力)扭力扳手，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。扭矩传感器自出现，在短短时间内已经应用于各个行业中，成为传感器家族中不可或缺的一个品种。 一、特点 1.既可以测量静止扭矩，也可以测量旋转转矩; 2.既可以测量静态扭矩，也可以测量动态扭矩; 3.检测精度高，稳定性好;抗干扰性强; 4.体积小，重量轻，多种安装结构，易于安装使用; 5.不需反复调零即可连续测量正反转扭矩; 6.没有导电环等磨损件，可以高转速长时间运行; 7.传感器输出高电平频率信号可直接送计算机处理; 8.测量弹性体强度大可承受 100%的过载。 二、扭矩传感器测量原理 将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上并组成应变桥，向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号。本系统的能源输入及信号输出是由两组带间隙的特殊环型变压器承担的，因此实现了无接触的能源及信号传递功能。(虚线内为旋转部分) 三、传感器原理结构 在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥，即为基础扭矩传感器;在轴上固定着： (1)能源环形变压器的次级线圈 (2)信号环形变压器初级线圈 (3)轴上印刷电路板，电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F 变换电路及信号输出电路 四、扭矩传感器工作过程 向传感器提供±15V 电源，激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz 的方波，经过TDA2030 功率放大器即产生交流激磁功率电源，通过能源环形变压器 T1 从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈，得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V 的直流电源，该电源做运算放大器 AD822 的工作电源;由基准电源 AD589 与双运放 AD822 组成的高精度稳压电源产生±4.5V 的精密直流电源，该电源既作为电桥电源，又作为放大器及 V/F 转换器的工作电源。当弹性轴受扭时，应变桥检测得到的 mV 级的应变信号通过仪表放大器AD620 放大成 1.5v±1v 的强信号，再通过 V/F 转换器 LM131 变换成频率信号，通过信号环形变压器 T2 从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈，再经过传感器外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号，该信号为 TTL 电平，既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙，加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内，形成有效的屏蔽，因此具有很强的抗干扰能力。 五、扭矩传感器应用范围 1.检测发电机，电动机，内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率。 2.检测减速机，风机，泵，搅拌机，卷扬机，螺旋桨，钻探机械等设备的负载扭矩及输入功率。 3.检测各种机械加工中心，自动机床的工作过程中的扭矩。 4.各种旋转动力设备系统所传递的扭矩及效率; 5.检测扭矩的同时可以检测转速，轴向力。 6.可用于制造粘度计，电动(气动，液力)扭力扳手。 6.可用于制造粘度计，电动（气动，液力）扭力扳手。 | |