扭矩傳感器概述 一.前言在旋轉動力系統(tǒng)中有很多的參數需要測量或計算，扭矩（轉矩）是其中一項很重要的參數。為了檢測扭矩參數，現(xiàn)實中有很多種傳感器可以實現(xiàn)扭矩參數的測量，傳統(tǒng)使用的有相位差式傳感器、導電滑環(huán)式傳感器。相位差式傳感器是在彈性軸的兩端安裝兩組齒數、形狀及安裝角度完全相同的齒輪，在齒輪的外側各安裝一只接近(磁或光)傳感器。當彈性軸旋轉時，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:實現(xiàn)了轉矩信號的非接觸傳遞，檢測信號為數字信號；缺點：體積較大，不易安裝，低轉速時由于脈沖波的前后沿較緩不易比較，因此低轉速時性能不理想。導電滑環(huán)式傳感器雖然是采用了很成熟的應變電測技術，但由于導電滑環(huán)屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發(fā)熱和本身滑環(huán)摩擦產生的扭矩對輸出精度的影響，因而限制了旋轉軸的轉速及導電滑環(huán)的使用壽命。由于接觸不可靠引起信號波動，因而造成測量誤差大甚至測量不成功。二.CNJ 00A系列傳感器原理該傳感器綜合以上兩種傳感器的優(yōu)點，采用應變電測技術將專用應變片用應變膠粘貼在被測彈性軸上，并組成應變橋。在傳感器外面提供24VDC工作電源，經過振蕩電路轉換為交流電源再通過一組環(huán)形變壓器感應到旋轉軸上，經過整流穩(wěn)壓變換為高穩(wěn)定性的直流電壓給應變橋提供工作電源，即可測試該彈性軸受扭的應變mv信號。將該應變mv信號放大后，經過壓/頻轉換，變成與扭應變成正比的頻率信號。再經過一組環(huán)形變壓器感應到傳感器外面電路經過整形、濾波輸出與扭矩成正比的方波頻率信號該信號為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由于采用扭矩測試比較成熟的應變電測技術，它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長等優(yōu)點。再加上采用兩組旋轉環(huán)形變壓器來實現(xiàn)能源和信號的非接觸傳遞，這樣就消除了滑環(huán)形式的摩擦帶來的影響，實現(xiàn)了高轉速測量。傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內，形成有效的屏蔽，因此具有很強的抗干擾能力。由于傳感器輸出為頻率信號，所以無需A/D轉換即可直接送至計算機進行數據處理。(該傳感器內部還裝有轉速傳感器，軸每旋轉一周可產生60個脈沖，轉速高于60r/min用測頻的方式測量，如果轉速低于60r/min則應該測量相鄰兩個脈沖的周期)。三.特點①既可以測量靜止扭矩，也可以測量旋轉轉矩;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; ④體積小，重量輕，多種安裝結構，易于安裝使用；⑤無需反復調零即可連續(xù)測量正反轉扭矩; ⑥沒有導電環(huán)等磨損件，可以高轉速長時間運行；⑦測量彈性體強度大可承受100%的過載;四.安裝使用扭矩傳感器一般是聯(lián)接在動力源和負載之間，如(圖一)所示。如果被測設備（動力源或負載）經常更換,可以將普通聯(lián)軸器換為萬向聯(lián)軸器，以減小拆卸和振動帶來不同心時對傳感器測量精度的影響。①傳感器可以任意方向安裝②建議采用撓性聯(lián)接（彈性聯(lián)軸器和萬向聯(lián)軸器）以確保同心度＜0.1mm③將傳感器的底座與設備的基座聯(lián)接牢固可靠，將中心高調一致，避免安裝產生的彎矩影響傳感器測量精度。