淺談扭矩傳感器的分類
扭矩傳感器,又稱力矩傳感器、扭力傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、扭矩儀,分為動態(tài)和靜態(tài)兩大類,其中動態(tài)扭矩傳感器又可叫做轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器等。 扭矩傳感器是對各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上對扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確的電信號。扭矩傳感器可以應(yīng)用在制造粘度計,電動(氣動,液力)扭力扳手,它具有精度高,頻響快,可靠性好,壽命長等優(yōu)點。
扭矩傳感器能夠測量的參數(shù)包括扭矩、力矩、功率、轉(zhuǎn)速等。應(yīng)用范圍非常廣泛,主要應(yīng)用于航空航天、汽車、機(jī)械加工、化工等領(lǐng)域中的扭矩測量。例如,在汽車制造中,可以用扭矩傳感器測量發(fā)動機(jī)的功率輸出、輪胎的旋轉(zhuǎn)力矩、制動器的制動力矩等。
扭矩傳感器的特點包括高精度、高靈敏度、線性度好、重復(fù)性好、可靠性高、響應(yīng)速度快等。同時,它還具有小體積、輕質(zhì)量、易于安裝和使用等優(yōu)點。
需要注意的是,扭矩傳感器應(yīng)根據(jù)具體的測量對象和測量環(huán)境進(jìn)行選型和安裝,避免受到外界因素的影響而產(chǎn)生不準(zhǔn)確的測量結(jié)果。
扭矩傳感器的工作原理:
采用應(yīng)變片電測技術(shù),在彈性軸上組成應(yīng)變橋,向應(yīng)變橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號。將該應(yīng)變信號放大后,經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換,變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號。
扭矩傳感器特點:
1:既可以測量靜止扭矩,也可以測量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩;
2:既可以測量靜態(tài)扭矩,也可以測量動態(tài)扭矩;
3:檢測精度高,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)測量正反轉(zhuǎn)扭矩;
6:沒有導(dǎo)電環(huán)等磨損件,可以高轉(zhuǎn)速長時間運(yùn)行;
7:傳感器輸出高電平頻率信號可直接送計算機(jī)處理;
8:測量彈性體強(qiáng)度大可承受100%的過載。
扭矩傳感器的大體分類:
扭矩的及時采集是智能和需求是導(dǎo)向的機(jī)器控制的底子。NCTE動態(tài)扭矩傳感器還舉行了驅(qū)動和齒輪箱扭矩監(jiān)測,有望到達(dá)抱負(fù)的機(jī)器行使率來獲得更高的品質(zhì),從而到達(dá)省油、節(jié)約老本的目的。根據(jù)應(yīng)變規(guī)的不同結(jié)構(gòu),扭矩傳感器可以分為許多種類,如片式應(yīng)變規(guī)、繞線式應(yīng)變規(guī)、肥皂薄膜應(yīng)變規(guī)等。
非接觸式動態(tài)扭矩傳感器輸入軸和輸出軸由扭桿持續(xù),輸入軸有花鍵,輸出軸有鍵槽。如果扭桿被方向盤的滾動力矩歪曲,輸入軸上的樣條線和輸出軸上的鍵槽之間的比較位置將發(fā)生變更。扭矩傳感器樣條線和鍵槽的比較位移變更量等于旋轉(zhuǎn)桿的旋轉(zhuǎn)量。所以,樣條線的磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生了變更,磁感應(yīng)強(qiáng)度發(fā)生了變更,通過線圈轉(zhuǎn)換為電壓燈號。非接觸扭矩傳感器采用非接觸工作方式,使用壽命長、可靠性高、不易磨損、耽誤小、軸的偏轉(zhuǎn)和軸向偏移影響小,在汽車平臺得到了寬泛使用。
應(yīng)變式靜態(tài)扭矩傳感器測量扭矩時采用應(yīng)變計技術(shù)。將應(yīng)變計附著在彈性軸上,構(gòu)成測量橋。彈性軸因扭矩發(fā)生輕細(xì)變形時,橋梁阻力值發(fā)生變更,應(yīng)變橋梁阻力的變更轉(zhuǎn)化為電燈號的變更,實現(xiàn)扭矩測量。傳感器由彈性軸、測量橋構(gòu)成,儀器由擴(kuò)大器、接口電路構(gòu)成。
另有一種高機(jī)能無線扭矩傳感器,它將傳感器與無線通訊技術(shù)相連結(jié),實現(xiàn)了數(shù)據(jù)無線傳輸。轉(zhuǎn)矩電燈號由單片機(jī)控制的燈號處分電路擴(kuò)大,A/D轉(zhuǎn)換后編碼器采集的數(shù)字?jǐn)?shù)量碼發(fā)送到發(fā)送模塊中發(fā)送。當(dāng)汲取模塊汲取到數(shù)據(jù)時,解碼器將翻譯后的數(shù)據(jù)作為LED指導(dǎo)的扭矩數(shù)據(jù)值傳遞到單個磁盤。傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)射電路由扭矩傳感器、燈號處分片面、單片機(jī)和無線發(fā)射電路構(gòu)成。扭矩傳感器將電阻變異產(chǎn)生的變形電燈號發(fā)送到燈號處分電路。燈號處分片面擴(kuò)大傳感器模擬燈號提取,舉行模式/數(shù)轉(zhuǎn)換。微處分器控制系統(tǒng)各片面的工作,并處分?jǐn)?shù)字燈號。無線發(fā)射電路在微處分器的控制下,對編碼器收集的消息數(shù)據(jù)舉行得當(dāng)?shù)木幋a和處分,并將其發(fā)射模塊中,實現(xiàn)無線傳輸。