扭力感測器的特點及工作原理

扭力感測器本身的出現應該會在短時間內應用於各行各業，成為感測器系列中不可或缺的品種。

 

1、扭力感測器的特性：

1.既可以測量靜態扭矩，也可以測量旋轉扭矩，既可以測量靜態扭矩，也可以測量動態扭矩。

2.偵測精度高，穩定性好；防止幹擾；

3.體積小，重量輕，安裝結構多樣，安裝使用方便。連續測量正負扭矩，不重複0。

4.無導電環等磨損件，可高速長時間運轉。

5、感測器輸出高電平頻率訊號可直接送到電腦處理。

6.測量彈性體的強度能否承受高過載。

 

2.扭力感測器測量原理：

將專用扭轉應變片作為應變膠貼在被測彈性軸上，形成應變橋並向應變橋供電。可測量彈性軸扭轉的電訊號。此變形訊號放大後，經過壓力/頻率轉換，成為與扭轉反作用力成正比的頻率訊號。系統的能量輸入和訊號輸出由兩組有間隙的特殊環形變壓器處理，從而提供非接觸式能量和訊號傳輸。

 

3.扭力感測器原理結構：

基本的扭力感測器-可變橋是透過將特殊的扭力測量片附接到特殊的彈性軸上而形成的。軸上固定：（1）能量環形變壓器的次級線圈，（2）訊號環形變壓器的初級線圈，（3）軸印刷電路，以及包括整流穩定電源、儀表的電路板放大電路、V/F轉換電路和訊號輸出電路。

 

4、扭力感測器工作過程：

感測器採用15V電源供電，磁路上的晶振產生400Hz方波，透過TDA2030功率放大器產生交流磁電電源。能量環路變壓器T1從靜止的初級線圈轉移到旋轉的次級線圈。結果交流電源透過軸上的整流濾波電路獲得5V直流電源。此電源供應器作為運算放大器AD822的工作電源。由基準電源AD589和雙運算放電AD822組成的高精度電源產生4.5V直流電源。此電源供應器作為橋接電源、放大器、V/F轉換器的工作電源。

 

當彈性軸扭轉時，變形橋上偵測到的MV級變形訊號經儀表放大器AD620放大為1.5v 1v強訊號，再經V轉換為頻率訊號/F轉換器LM131。透過訊號環形變壓器T2，可以從旋轉的初級線圈傳到靜止的次級線圈，再經過感測器外殼的訊號處理電路濾波、整形，得到與彈性體所受扭力成正比的頻率訊號。在運動，靜環之間為零。由於間隙僅有幾毫米，感測器軸的部分被密封在金屬外殼內，形成有效的屏蔽，因此具有很強的抗干擾能力。