扭力傳感器是對各種旋轉或非旋轉機械部件的扭矩感知的測試。它可以將扭矩狀態(tài)變化轉換為精確的電信號,具有精度高、頻率快、可靠性好的優(yōu)點。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)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。 扭矩傳感器是對各種旋轉或非旋轉機械部件上對扭轉力矩感知的檢測。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉換成精確的電信號。扭矩傳感器可以應用在制造粘度計,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。
扭矩傳感器系統(tǒng)的硬件電路一般分為模擬和數字兩大部分:模擬部分主要由傳感器接口電路、信號放大與處理電路、信號變換電路,以及信號源和精密電源等部分組成;數字部分以微要為核心,包括數字輸出接口、人機界面(鍵盤、顯示器、開關等)和通信電路等。在扭矩傳感器硬件電路的具體設計盡可能采用集成度高、功能強大、技術指標先進的新器件,以達到 簡化硬件電路系統(tǒng)結構,提高硬件電路整電氣性能、工藝性能、可靠性和可維護性,同時降低硬件電路成本的目的。
扭矩傳感器的信號導出可隨意選擇波形一方波或脈沖波;傳感器檢測精度高,穩(wěn)定性好,抗干擾性強;無需反復調整零,連續(xù)測量正反扭矩;不僅可以測量靜態(tài)扭矩,還可以測量動態(tài)扭矩;體積小,可單獨使用二次儀器
電位計扭力傳感器的犸象力分為旋臂式、雙極行星齒輪式、扭桿式。扭桿式測量結構簡單,可靠性相對較高,早期應用較多。扭桿扭矩傳感器主要由扭桿彈簧、角位移變換器、電位計組成。扭桿彈簧的主要功能是檢查方向盤上司機的扭矩,并將其轉換為相應的角值。角位移變換器是一對由剛球、螺旋槽和滾輪組成的螺旋機構,將扭桿彈簧兩端的相對角轉化為滾動套筒的軸向位移。與輸入軸相比,滾輪可以在螺旋方向移動,而滾輪通過銷安裝在輸出軸上,可以在垂直方向上移動。因此,當輸入軸與輸出軸旋轉時,滾輪根據輸入軸的旋轉方向和輸出軸的旋轉量垂直移動。旋轉方向盤時,扭矩傳遞到扭矩桿,輸入軸偏離輸出軸。這個誤差使?jié)L輪移動,這些軸向的移動轉化為電位計的杠桿旋轉角度。電阻線上滾動觸點的移動改變了電位計的電阻值,電阻通過電位計轉化為電壓。扭距信號轉換為電壓信號。
扭矩傳感器的優(yōu)點
隨著自控系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展,對扭矩傳感器的可靠性和響應速度提出了更高的要求。扭矩傳感器呈現出以下發(fā)展趨勢。
1、測試系統(tǒng)正在向小型化數字化、智能化、虛擬化和網絡化方向發(fā)展。
2、從單一功能到多功能開發(fā),包括自我補償、自我修正、適應、自我診斷、遠程設置、狀態(tài)組合、信息存儲和內存;
3、向小型化、一體化方向發(fā)展。傳感器的檢測部分可以通過結構的合理設計和優(yōu)化來小型化,IC部分可以將盡可能多的半導體部件和電阻整合到單個IC部件中,從而減少外部部件的數量。
4、靜態(tài)測試向動態(tài)在線檢測方向;
二、扭矩傳感器的不足之處
遙測扭矩儀的成功在于克服電動滑環(huán)的兩個缺陷。但是也有三個缺點。
一個是容易受到現場電磁波的使用。二是因為是電池電源,所以只能在短期內使用。三是將結構附著在旋轉軸上,容易引起高速轉速的動平衡問題,因此在小距離和小直徑軸上更為突出。數字扭矩傳感器吸收了上述多種方法的優(yōu)點,克服了缺陷,基于變形傳感器設計了兩套旋轉變壓器,實現了能量和信號的非接觸傳輸。扭矩信號的傳遞與旋轉與否無關,與轉速大小無關,與旋轉方向無關。
三、扭矩傳感器的主要特點如下:
可以測量動態(tài)扭矩和靜態(tài)扭矩。那個檢查的穩(wěn)定性很好,抗干擾性能很強,精度很好。它測量時不需要每次調節(jié)0,可以連續(xù)測量正反轉矩。它的信號輸出可以由你操作,可以選擇脈沖波或波形-方波。
測量范圍廣。有0到1000Nm的標準可以選擇,某些非標準的如20,00NM、100,000NM、100,000NM等,可以使用特殊范圍的自定義進行自定義。體積非常小,重傳感器可以脫離二次儀表獨立使用,只需按插座針號提供的15V、-15V的電源即可輸出與阻抗和正向關系成正比的脈沖波或等方波的頻率信號,非常輕,安裝非常方便。