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扭矩传感器在工控行业被广泛使用

时间:2023-10-26 点击次数:

扭矩传感器是检测各种旋转或非旋转机械部件的扭矩感知。扭矩传感器将扭矩的物理变化转换为准确的电信号。

一般来说,扭矩是外力矩。例如,机床主轴旋转是动力源提供的外力矩作用的结果,而扭矩是内力矩。当主轴工作时,刀具切削力对主轴的反作用产生扭转弹性变形,可以用来衡量扭矩的大小。扭矩是使物体发生旋转效应或扭转变形的扭矩,等于力和臂的乘积。

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扭矩是旋转动力系统中最常见的参数。为了检测旋转扭矩,扭转角相位差传感器被广泛使用。扭转角相位差传感器是在弹性轴的两端安装两组齿数、形状和安装角度完全相同的齿轮,在齿轮的外侧安装一个接近(磁或光)传感器。当弹性轴旋转时,这两组传感器可以测量两组脉冲波,并比较两组脉冲波前后的相位差来计算弹性轴所承受的扭矩。

扭矩测试相对成熟的测试方法是应变电测技术,具有精度高、频率快、可靠性好、使用寿命长等优点。用应变胶将特殊的扭矩应变片粘贴在被测弹性轴上,形成应变桥。如果向应变桥提供工作电源,则可以测试弹性轴扭转的电信号。这是基本的扭矩传感器模式。

然而,在旋转动力传输系统中,最棘手的问题是旋转体上应变桥的桥压输入和检测到的应变信号输出如何可靠地在旋转部分和静止部分之间传输。通常的方法是使用导电滑环。由于导电滑环属于摩擦接触,不可避免地存在磨损和加热,限制了旋转轴的速度和导电滑环的使用寿命。由于接触不可靠,导致信号波动,导致测量误差大,甚至测量不成功。

为了克服导电滑环的缺陷,另一种方法是使用无线电遥测方法:将扭矩应变信号放大到旋转轴上,将V/F转换为频率信号,通过载波调制从旋转轴发射到轴外,然后通过无线电接收获得旋转轴扭矩信号。旋转轴上的能源供应是固定在旋转轴上的电池。该方法是遥测扭矩计。


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