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應變式扭矩傳感器的測量原理

2021-04-20 02:45:00

  在旋轉動力系統中最頻繁涉及到的參數:旋轉扭矩,為了檢測旋轉扭矩傳統使用較多的是扭轉角相位差式扭矩傳感器,該方法是在彈性軸的兩端安裝著兩組齒數、形狀及安裝角度完全相同的齒輪,在齒輪的外側各安裝著一只接近(磁或光)傳感器。當彈性軸旋轉時,這兩組傳感器就可以測量出兩組脈沖波,比較這兩組脈沖波的前后沿的相位差就可以計算出彈性軸所承受的扭矩量。該方法的優點:實現了轉矩信號的非接觸傳遞,檢測信號為數字信號;缺點:體積較大,不易安裝,低轉速時由于脈沖波的前后沿較緩不易比較,因此低速性能不理想。在旋轉動力系統中有很多的參數需要測量或計算,扭矩(轉矩)是其中一項很重要的參數。為了檢測扭矩參數,現實中有很多種傳感器可以實現扭矩參數的測量,傳統使用的有相位差式傳感器、導電滑環式傳感器。

  扭矩測試比較成熟的檢測手段為應變電測技術。它具有精度高,頻響快,可靠性好,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。這就是基本的扭矩傳感器模式。但是在旋轉動力傳遞系統中,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可靠地在旋轉部分與靜止部分之間傳遞,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,因此不可避免地存在著磨損并發熱,因而限制了旋轉軸的轉速及導電滑環的使用壽命。及由于接觸不可靠引起信號波動,因而造成測量誤差大甚至測量不成功。為了克服導電滑環的缺陷,另一個辦法就是采用無線電遙測的方法:將扭矩應變信號在旋轉軸上放大并進行V/F轉換成頻率信號,通過載波調制用無線電發射的方法從旋轉軸上發射至軸外,再用無線電接收的方法,就可以得到旋轉軸受扭的信號。


力矩傳感器


  旋轉軸上的能源供應是固定在旋轉軸上的電池。該方法即為遙測扭矩儀。遙測扭矩儀成功之處在于克服了電滑環的兩項缺陷,但也存在著三個不足之處,其一:易受使用現場電磁波的干擾;其二:由于是電池供電,所以只能短期使用。其三:由于在旋轉軸上附加了結構,易引起高轉速時的動平衡問題。在小量程及小直徑軸時更突出。數字式扭矩傳感器吸取了上述各種方法的優點并克服了其缺陷,在應變傳感器的基礎上設計了兩組旋轉變壓器,實現了能源及信號的非接觸傳遞。并做到了扭矩信號的傳遞與是否旋轉無關,與轉速大小無關,與旋轉方向無關。

  力矩傳感器廠家介紹扭矩傳感器的分類及安裝使用方法

  扭矩傳感器,又稱力矩傳感器、扭力傳感器、轉矩傳感器、扭矩儀,可分為動態和靜態兩大類,其中動態扭矩傳感器又可叫做轉矩傳感器、轉矩轉速傳感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉扭矩傳感器等。

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  動態扭矩傳感器是一種測量各種扭矩、轉速及機械功率的精密測量儀器。應用范圍十分廣泛,主要用于電動機、發動機、內燃機等旋轉動力設備輸出扭矩及功率的檢測;風機、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的檢測;鐵路機車、汽車、拖拉機、飛機、船舶、礦山機械中的扭矩及功率的檢測;污水處理系統中的扭矩及功率的檢測等等。

  靜態扭矩傳感器是根據電阻應變原理把扭轉力矩產生的應變轉換成與其成線性關系的電信號的儀器,該產品制造工藝成熟,品種齊全,量程范圍廣,精度高,性能穩定可靠。

 ?。ǘ┡ぞ貍鞲衅鞯陌惭b使用方法

  1、扭矩傳感器可水平安裝,也可垂直安裝

  2、動力設備、傳感器、負載設備應安裝在穩固的基礎上,以避免過大的震動,否則可能發生數據不穩,降低測量精度,甚至損壞傳感器。

  3、采用彈性柱銷聯軸器或剛性聯軸器連接。

  4、傳感器中間部份不可剛性固定,要采用柔性連接

  5、動力設備、傳感器、負載設備軸線的同心度應小于Φ0.03mm。

  6、傳感器在垂直使用時輸入端與輸出端要有支撐隔板使傳感器不會受到動力源和負載的重力作用,已保測量精度。


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