高精度扭矩傳感器工作原理-中昊自動化

扭矩傳感器工作原理

扭矩是在旋轉動力系統中最頻繁觸及到的參數，為了檢測旋轉扭矩，運用較多的是改變角相位差式傳感器。該傳感器是在彈性軸的兩端裝置著兩組齒數、外形及裝置角度完整相同的齒輪，在齒輪的外側各裝置著一只接近(磁或光)傳感器。當彈性軸旋轉時，這兩組傳感器就能夠丈量出兩組脈沖波，比擬這兩組脈沖波的前后沿的相位差就能夠計算出彈性軸所接受的扭矩量。該辦法的優點：完成了轉矩信號的非接觸傳送，檢測信號為數字信號；缺陷：體積較大，不易裝置，低轉速時由于脈沖波的前后沿較緩不易比擬，因而低速性能不理想。

扭矩測試比擬成熟的檢測手腕為應變電測技術，它具有精度高、頻響快、牢靠性好、壽命長等優點。將專用的測扭應變片用應變膠粘貼在被測彈性軸上，并組成應變橋，若向應變橋提供工作電源即可測試該彈性軸受扭的電信號。這就是根本的扭矩傳感器形式。但是在旋轉動力傳送系統中，最棘手的問題是旋轉體上的應變橋的橋壓輸入及檢測到的應變信號輸出如何牢靠地在旋轉局部與靜止局部之間傳送，通常的做法是用導電滑環來完成。由于導電滑環屬于磨擦接觸，因而不可防止地存在著磨損并發熱，因此限制了旋轉軸的轉速及導電滑環的運用壽命。并且由于接觸不牢靠惹起信號動搖，從而形成丈量誤差大以至丈量不勝利。為了克制導電滑環的缺陷，另一個方法就是采用無線電遙測的辦法:將扭矩應變信號在旋轉軸上放大并停止V/F轉換成頻率信號，經過載波調制用無線電發射的辦法從旋轉軸上發射至軸外，再用無線電接納的辦法，就能夠得到旋轉軸受扭的信號。 旋轉軸上的能源供給是固定在旋轉軸上的電池。該辦法即為遙測扭矩儀。

兩類傳感器編輯

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銜接起來，輸入軸上有花鍵，輸出軸上有鍵槽。當扭桿受方向盤的轉動力矩作用發作改變時，輸入軸上的花鍵和輸出軸上鍵槽之間的相對位置就被改動了。花鍵和鍵槽的相對位移改動量等于改變桿的改變量，使得花鍵上的磁感強度改動，磁感強度的變化，經過線圈轉化為電壓信號。非接觸扭矩傳感器由于采用的是非接觸的工作方式，因此壽命長、牢靠性高，不易遭到磨損、有更小的延時、受軸的偏轉和軸向偏移的影響更小，曾經普遍用于轎車范疇。[1]

變片扭矩傳感器

應變片傳感器扭矩丈量采用應變電測技術。在彈性軸上粘貼應變計組成丈量電橋，當彈性軸受扭矩產生微小變形后惹起電橋電阻值變化，應變電橋電阻的變化轉變為電信號的變化從而完成扭矩丈量。傳感器就完成如下的信息轉換；傳感器由彈性軸、丈量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。