扭矩傳感器工作原理與應(yīng)用范圍 

 扭矩傳感器工作原理與應(yīng)用范圍

一、測量原理
將的測扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測彈性軸上并組成應(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。本系統(tǒng)的能源輸入及信號輸出是由兩組帶間隙的環(huán)型變壓器承擔(dān)的,因此實(shí)
現(xiàn)了無接觸的能源及信號傳遞功能。(虛線內(nèi)為旋轉(zhuǎn)部分)
二、特點(diǎn)

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(dòng)態(tài)扭矩；
3.檢測高，穩(wěn)定性好；干擾;
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)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(shí)間運(yùn)行；
7．傳感器輸出高電平頻率信號可直接送計(jì)算機(jī)處理；
8．測量彈性體強(qiáng)度大可承受100%的過載。
三傳感器原理結(jié)構(gòu)

在一段的彈性軸上粘貼上的測扭應(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)形變壓器的次級線圈，(2)信號環(huán)形變壓器初級線圈，(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變換電路及信號輸出電路。
在傳感器的外殼上固定著：

四工作過程
向傳感器提供&plun;15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生４００Hz的方波，經(jīng)過TDA2030功率放大
器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級線圈，得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到&plun;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組成的高穩(wěn)壓電源產(chǎn)生&plun;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)變橋檢測得到的mV級的應(yīng)變信號通過儀表放大器AD620放大成1.５v&plun;1v的強(qiáng)信
號，再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號，通過信號環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級線圈傳遞至靜止次級線圈，再經(jīng)過傳感器外殼上的信號處理電路濾波、
整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號，該信號為TTL電平,既可提供給二次儀表或頻率計(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)，形成的屏蔽，因此具有很強(qiáng)的干擾能力。
本傳感器輸出的頻率信號在點(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)速測量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測量方法，軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個(gè)脈沖，或中速采樣時(shí)可以用測頻
的方法，低速采樣時(shí)可以用測周期的方法。本傳感器可達(dá)&plun;0.2%～&plun;0.5%（F?S）。由于傳感器輸出為頻率信號，所以無需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.檢測各種機(jī)械加工中心，自動(dòng)機(jī)床的工作過程中的扭矩。
2.檢測減速機(jī)，風(fēng)機(jī)，泵，攪拌機(jī)，卷揚(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。
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.檢測扭矩的同時(shí)可以檢測轉(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。
7.制造扭矩測量儀,電批扭力計(jì),風(fēng)批扭力計(jì),瓶蓋扭力測試儀等檢測儀器