扭矩傳感器的工作過(guò)程和特點(diǎn)

扭矩傳感器在旋轉動(dòng)力系統中最頻繁涉及到的參數，旋轉扭矩,為了檢測旋轉扭矩傳統使用較多的是扭轉角相位差式傳感器，該方法是在彈性軸的兩端安裝著(zhù)兩組齒數、形狀及安裝角度完全相同的齒輪，在齒輪的外側各安裝著(zhù)一只接近(磁或光)傳感器。當彈性軸旋轉時(shí)，這兩組傳感器就可以測量出兩組脈沖波，比較這兩組脈沖波的前后沿的相位差就可以計算出彈性軸所承受的扭矩量。該方法的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現了轉矩信號的非接觸傳遞，檢測信號為數字信號；缺點(diǎn)：體積較大，不易安裝，低轉速時(shí)由于脈沖波的前后沿較緩不易比較，因此低速性能不理想。（扭矩測試比較成熟的檢測手段為應變電測技術(shù)。它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。

扭矩傳感器的工作過(guò)程

將專(zhuān)用的測扭應變片用應變膠粘貼在被測彈性軸上并組成應變橋 ,向應變橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號。將該應變信號放大后，經(jīng)過(guò)壓/頻轉換，變成與扭應變成正比的頻率信號。

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從靜止的初級線(xiàn)圈傳遞至旋轉的次級線(xiàn)圈，得到的交流電源通過(guò)軸上的整流濾波電路得到 ± 5 V的直流電源，該電源做運算放大器AD822的工作電源；由基準電源AD589與雙運放AD822組成的高精度穩壓電源產(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轉換器的工作電源。當彈性軸受扭時(shí)，應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過(guò)儀表放大器AD620放大成1.5v ± 1v的強信號，再通過(guò)V/F轉換器LM131變換成頻率信號，通過(guò)信號環(huán)形變壓器T2從旋轉的初級線(xiàn)圈傳遞至靜止次級線(xiàn)圈，再經(jīng)過(guò)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T(mén)TL電平,既可提供給專(zhuān)用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。

傳感器輸出的頻率信號在零點(diǎn)時(shí)為 10kHz.正向旋轉滿(mǎn)量程時(shí)為15KHz.反向旋轉滿(mǎn)量程時(shí)為5KHz。即滿(mǎn)量程變量為5000個(gè)數/每秒。轉速測量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測量方法，軸每旋轉一周可產(chǎn)生60個(gè)脈沖，高速或中速采樣時(shí)可以用測頻的方法，低速采樣時(shí)可以用測周期的方法。本傳感器精度可達 ± 0.2%～ ± 0.5%（F ? S）。由于傳感器輸出為頻率信號，所以無(wú)需AD轉換即可直接送至計算機進(jìn)行數據處理。

扭矩傳感器的特點(diǎn)

1.信號輸出可任意選擇波形─方波或脈沖波。

2.檢測精度高、穩定性好、抗干擾性強。

3.不需反復調零即可；連續測量正反扭矩。

4.即可測量靜止扭矩，也可測量動(dòng)態(tài)扭矩。

5.體積小、重傳感器可脫離二次儀表獨立使用，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。

本片文章主要介紹扭矩傳感器的工作過(guò)程和特點(diǎn)，帶大家認識了一下扭轉角相位差式傳感器，對了解扭矩傳感器有一定的作用。