服務(wù)電話：13811869570
主營(yíng)產(chǎn)品：
產(chǎn)品目錄 /PRODUCT
文章詳情
扭矩傳感器原理與應(yīng)用
日期：2025-04-19 03:02
瀏覽次數(shù)：3308
摘要：
扭矩傳感器原理與應(yīng)用
數(shù)字式扭矩傳感器安裝示意圖可參考產(chǎn)品CKY- 810動(dòng)態(tài)扭矩傳感器
扭矩傳感器原理與應(yīng)用
一． 特點(diǎn)
1. 既可以測(cè)量靜止扭矩,，也可以測(cè)量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩;
2. 既可以測(cè)量靜態(tài)扭矩,，也可以測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩；
3. 檢測(cè)精度高,，穩(wěn)定性好,；抗干擾性強(qiáng);
4. 體積小，重量輕,，多種安裝結(jié)構(gòu),，易于安裝使用；
5. 不需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)扭矩;
6.沒(méi)有導(dǎo)電環(huán)等磨損件,，可以高轉(zhuǎn)速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,；
7．傳感器輸出高電平頻率信號(hào)可直接送計(jì)算機(jī)處理；
8．測(cè)量彈性體強(qiáng)度大可承受100%的過(guò)載,。
二 測(cè)量原理
將專用的測(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,向應(yīng)變橋提供電源即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào),。將該應(yīng)變信號(hào)放大后，經(jīng)過(guò)壓/頻轉(zhuǎn)換,，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào),。本系統(tǒng)的能源輸入及信號(hào)輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)型變壓器承擔(dān)的,因此實(shí)
現(xiàn)了無(wú)接觸的能源及信號(hào)傳遞功能。(虛線內(nèi)為旋轉(zhuǎn)部分)
三 傳感器原理結(jié)構(gòu)
在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測(cè)扭應(yīng)片并組成變橋,，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器,；在軸上固定著：(1)能源環(huán)形變壓器的次級(jí)線圈，(2)信號(hào)環(huán)形變壓器初級(jí)線圈,，(3)軸上印刷電路板,，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路,、V/F變換電路及信號(hào)輸出電路,，并在傳感器的外殼上固定著勵(lì)磁線圈。
四 工作過(guò)程
向傳感器提供±15V電源,，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生４００Hz的方波,，經(jīng)過(guò)TDA2030功率放大
器即產(chǎn)生交流激磁功率電源,，通過(guò)能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈，得到的交流電源通過(guò)軸上的整流濾波電路得到±５V的直流電源,，
該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源,；由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋
電源,，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源,。當(dāng)彈性軸受扭時(shí)，應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過(guò)儀表放大器AD620放大成1.５v±1v的強(qiáng)信
號(hào),，再通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào),，通過(guò)信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈，再經(jīng)過(guò)傳感器外殼上的信號(hào)處理電路濾波,、
整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào),，該信號(hào)為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)-
-靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙,，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi),，形成有效的屏蔽，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力,。
本傳感器輸出的頻率信號(hào)在零點(diǎn)時(shí)為10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為15KHz.反向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為
5KHz。即滿量程變量為5000個(gè)數(shù)/每秒,。轉(zhuǎn)速測(cè)量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測(cè)量方法,，軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個(gè)脈沖，高速或中速采樣時(shí)可以用測(cè)頻
的方法,，低速采樣時(shí)可以用測(cè)周期的方法,。本傳感器精度可達(dá)±0.2%～±0.5%（F?S）。由于傳感器輸出為頻率信號(hào),，所以無(wú)需AD轉(zhuǎn)換即可直接送至計(jì)
算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,。
五 應(yīng)用范圍
1. 檢測(cè)發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī) ,，內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備輸出扭矩及功率,。
2. 檢測(cè)減速機(jī)，風(fēng)機(jī),，泵,，攪拌機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī),，螺旋槳,，鉆探機(jī)械等設(shè)備的負(fù)載扭矩及輸入功率。
3. 檢測(cè)各種機(jī)械加工中心,，自動(dòng)機(jī)床的工作過(guò)程中的扭矩,。
4. 各種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)所傳遞的扭矩及效率,；
5. 檢測(cè)扭矩的同時(shí)可以檢測(cè)轉(zhuǎn)速，軸向力,。
6. 可用于制造粘度計(jì),，電動(dòng)(氣動(dòng)，液力)扭力扳手,。
數(shù)字式扭矩傳感器安裝示意圖可參考產(chǎn)品CKY- 810動(dòng)態(tài)扭矩傳感器
扭矩傳感器原理與應(yīng)用
一． 特點(diǎn)
1. 既可以測(cè)量靜止扭矩,，也可以測(cè)量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩;
2. 既可以測(cè)量靜態(tài)扭矩,，也可以測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩；
3. 檢測(cè)精度高,，穩(wěn)定性好,；抗干擾性強(qiáng);
4. 體積小，重量輕,，多種安裝結(jié)構(gòu),，易于安裝使用；
5. 不需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)扭矩;
6.沒(méi)有導(dǎo)電環(huán)等磨損件,，可以高轉(zhuǎn)速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,；
7．傳感器輸出高電平頻率信號(hào)可直接送計(jì)算機(jī)處理；
8．測(cè)量彈性體強(qiáng)度大可承受100%的過(guò)載,。
二 測(cè)量原理
將專用的測(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,向應(yīng)變橋提供電源即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào),。將該應(yīng)變信號(hào)放大后，經(jīng)過(guò)壓/頻轉(zhuǎn)換,，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào),。本系統(tǒng)的能源輸入及信號(hào)輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)型變壓器承擔(dān)的,因此實(shí)
現(xiàn)了無(wú)接觸的能源及信號(hào)傳遞功能。(虛線內(nèi)為旋轉(zhuǎn)部分)
三 傳感器原理結(jié)構(gòu)
在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測(cè)扭應(yīng)片并組成變橋,，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器,；在軸上固定著：(1)能源環(huán)形變壓器的次級(jí)線圈，(2)信號(hào)環(huán)形變壓器初級(jí)線圈,，(3)軸上印刷電路板,，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路,、V/F變換電路及信號(hào)輸出電路,，并在傳感器的外殼上固定著勵(lì)磁線圈。
四 工作過(guò)程
向傳感器提供±15V電源,，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生４００Hz的方波,，經(jīng)過(guò)TDA2030功率放大
器即產(chǎn)生交流激磁功率電源,，通過(guò)能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈，得到的交流電源通過(guò)軸上的整流濾波電路得到±５V的直流電源,，
該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源,；由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋
電源,，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源,。當(dāng)彈性軸受扭時(shí)，應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過(guò)儀表放大器AD620放大成1.５v±1v的強(qiáng)信
號(hào),，再通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào),，通過(guò)信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈，再經(jīng)過(guò)傳感器外殼上的信號(hào)處理電路濾波,、
整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào),，該信號(hào)為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)-
-靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙,，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi),，形成有效的屏蔽，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力,。
本傳感器輸出的頻率信號(hào)在零點(diǎn)時(shí)為10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為15KHz.反向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為
5KHz。即滿量程變量為5000個(gè)數(shù)/每秒,。轉(zhuǎn)速測(cè)量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測(cè)量方法,，軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個(gè)脈沖，高速或中速采樣時(shí)可以用測(cè)頻
的方法,，低速采樣時(shí)可以用測(cè)周期的方法,。本傳感器精度可達(dá)±0.2%～±0.5%（F?S）。由于傳感器輸出為頻率信號(hào),，所以無(wú)需AD轉(zhuǎn)換即可直接送至計(jì)
算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,。
五 應(yīng)用范圍
1. 檢測(cè)發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī) ,，內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備輸出扭矩及功率,。
2. 檢測(cè)減速機(jī)，風(fēng)機(jī),，泵,，攪拌機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī),，螺旋槳,，鉆探機(jī)械等設(shè)備的負(fù)載扭矩及輸入功率。
3. 檢測(cè)各種機(jī)械加工中心,，自動(dòng)機(jī)床的工作過(guò)程中的扭矩,。
4. 各種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)所傳遞的扭矩及效率,；
5. 檢測(cè)扭矩的同時(shí)可以檢測(cè)轉(zhuǎn)速，軸向力,。
6. 可用于制造粘度計(jì),，電動(dòng)(氣動(dòng)，液力)扭力扳手,。
