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)換成的電信號。扭矩傳感器可以應(yīng)用在制粘度計(jì)，電動(氣動，液力)扭力扳手，它具有度，頻響快，可靠性好，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
基本介紹
扭矩是在旋轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)中頻繁涉及到的參數(shù)，為了檢測旋轉(zhuǎn)扭矩，使用較多的是扭轉(zhuǎn)角相位差式傳感器。該傳感器是在彈性軸的兩端安裝著兩組齒數(shù)、形狀及安裝角度相同的齒輪，在齒輪的外側(cè)各安裝著只接近(磁或光)傳感器。當(dāng)彈性軸旋轉(zhuǎn)時，這兩組傳感器就可以測量出兩組脈沖波，這兩組脈沖波的前后沿的相位差就可以計(jì)算出彈性軸所承受的扭矩量。該方法的優(yōu)點(diǎn):實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩信號的非接觸傳遞，檢測信號為數(shù)字信號;缺點(diǎn):體積較大，不易安裝，低轉(zhuǎn)速時由于脈沖波的前后沿較緩不易，因此低速性能不理想。
扭矩測試成熟的檢測手段為應(yīng)變電測，它具有度、頻響快、可靠性好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 將用的測扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測彈性軸上，并組成應(yīng)變橋，若向應(yīng)變橋提供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(zhuǎn)動力傳遞系統(tǒng)中，棘手的問題是旋轉(zhuǎn)體上的應(yīng)變橋的橋壓輸入及檢測到的應(yīng)變信號輸出如何可靠地在旋轉(zhuǎn)分與靜止分之間傳遞，通常的做法是用導(dǎo)電滑環(huán)來成。 由于導(dǎo)電滑環(huán)屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發(fā)熱，因而限制了旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速及導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。并且由于接觸不可靠引起信號波動，從而成測量誤差大甚至測量不成。為了克服導(dǎo)電滑環(huán)的缺陷，另個辦法就是采用無線電遙測的方法 :將扭矩應(yīng)變信號在旋轉(zhuǎn)軸上放大并行V/F轉(zhuǎn)換成頻率信號，通過載波調(diào)制用無線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上發(fā)射至軸外，再用無線電接收的方法，就可以得到旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號。 旋轉(zhuǎn)軸上的能源供應(yīng)是固定在旋轉(zhuǎn)軸上的電池。該方法即為遙測扭矩儀。
兩類傳感器
非接觸式扭矩傳感器
非接觸式扭矩傳感器輸入軸和輸出軸由扭桿連接起來，輸入軸上有花鍵，輸出軸上有鍵槽。當(dāng)扭桿受方向盤的轉(zhuǎn)動力矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)時，輸入軸上的花鍵和輸出軸上鍵槽之間的相對位置就被改變了。花鍵和鍵槽的相對位移改變量等于扭轉(zhuǎn)桿的扭轉(zhuǎn)量，使得花鍵上的磁感強(qiáng)度改變，磁感強(qiáng)度的變化，通過線圈轉(zhuǎn)化為電壓信號。非接觸扭矩傳感器由于采用的是非接觸的作方式，因而壽命長、可靠性，不易受到磨損、有更小的延時、 受軸的偏轉(zhuǎn)和軸向偏移的影響更小，已經(jīng)廣泛用于轎車域。
應(yīng)變片扭矩傳感器
應(yīng)變片傳感器扭矩測量采用應(yīng)變電測。在彈性軸上粘貼應(yīng)變計(jì)組成測量電橋，當(dāng)彈性軸受扭矩產(chǎn)生微小變形后引起電橋電阻值變化，應(yīng)變電橋電阻的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕淖兓瘡亩鴮?shí)現(xiàn)扭矩測量。傳感器就成如下的信息轉(zhuǎn)換;傳感器由彈性軸、測量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。
性能無線型
性能無線扭矩傳感器將傳感器與無線通信結(jié)合在起，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無線傳輸。扭矩電信號由單片機(jī)控制的信號處理電路行放大、A/D轉(zhuǎn)換之后，編碼器將采集到的數(shù)字量編碼傳送給發(fā)射模塊行發(fā)送。接收模塊接收到數(shù)據(jù)后，解碼器將譯出的數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)，由LED顯示得到的扭矩?cái)?shù)據(jù)值。傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)射電路由扭矩傳感器、信號處理分、單片機(jī)和無線發(fā)射電路組成。扭矩傳感器將電阻應(yīng)變片產(chǎn)生的應(yīng)變電信號傳送到信號處理電路。信號處理分對傳感器模擬信號提取放大，并行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。微處理器負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)各分器件的作，并對數(shù)字信號行處理。無線發(fā)射電路在微處理器的控制下，由編碼器將采集到的信息數(shù)據(jù)行相應(yīng)的編碼和處理，并用發(fā)射模塊發(fā)射出。實(shí)現(xiàn)無線傳輸。
應(yīng)用范圍
扭矩傳感器是種測量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械率的測量儀器。應(yīng)用范圍十分廣泛，主要用于:
1、電動機(jī)、發(fā)動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動力設(shè)備輸出扭矩及率的檢測;
2、風(fēng)機(jī)、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及率的檢測;
3、鐵路機(jī)車、汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、船舶、礦山機(jī)械中的扭矩及率的檢測;
4、可用于污水處理系統(tǒng)中的扭矩及率的檢測;
5、可用于制粘度計(jì);
6、可用于過程業(yè)和程業(yè)中;
7、可以應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，測試以及監(jiān)控和質(zhì)量控制;
產(chǎn)品信息
基本原理
扭矩的測量:采用應(yīng)變片電測，在彈性軸上組成應(yīng)變橋。如圖1所示:
產(chǎn)品點(diǎn)
1.信號輸出可意選擇波形─方波或脈沖波。
2.檢測度、穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)。
3.不需反復(fù)調(diào)零即可;連續(xù)測量正反扭矩。
4.即可測量靜止扭矩，也可測量動態(tài)扭矩。
5.體積小、重傳感器可脫離二次儀表立使用，只要按插座針號提供 15V，-15V(200mA)的電源，即可輸出阻抗與扭矩成正比的等方波或脈沖波頻率信號。量輕、易于安裝。
6.測量范圍: 0-10000Nm標(biāo)準(zhǔn)可選, 非標(biāo)準(zhǔn)2Nm、3Nm、5Nm、8Nm、10Nm，殊量程可定制。
注意事項(xiàng)
1.安裝時，不能帶電操作，切莫直接敲打、碰撞傳感器。
2.聯(lián)軸器的緊固螺栓應(yīng)擰緊 ,聯(lián)軸器的外面應(yīng)加防護(hù)罩，避免人身傷害。
3.信號線輸 出不得對地 ,對電源短路,輸出電不大于10mA· 屏蔽電纜線的屏蔽層與 15V電源的公共端(電源地)連接
