扭矩傳感器的特性和工作原理

扭矩傳感器的特性和工作原理

 

扭矩傳感器迅速成為各個行業的重要組成部分，使自己成為傳感器家族必不可少的一部分。

 

I.扭矩傳感器的特性：

 

1。測量能力：它們可以測量靜態和動態扭矩，以及固定和旋轉扭矩。

2。高精度和穩定性：它們具有高檢測的準確性和良好的穩定性，並旨在防止干擾。

3。緊湊而輕巧：這些傳感器的尺寸較小，輕巧，並具有各種安裝結構，使其易於安裝和使用。它們可以連續測量正扭矩和負扭矩，而無需重置為零。

4。耐用性：如果沒有導電戒指等磨損零件，它們可以長時間以高速運行。

5。直接信號輸出：傳感器輸出可以通過計算機直接處理的高級頻率信號。

6。高超載容量：這些傳感器中使用的彈性元素可以承受很高的過載。

 

II。扭矩傳感器的測量原理：

 

特殊的扭轉應變量規連接到測量的彈性軸，形成應變橋。當將電源提供到該橋時，它可以測量彈性軸的扭轉電信號。通過壓力/頻率轉換，該變形信號被放大，並將其轉換為與扭轉反應成比例的頻率信號。該系統的能量輸入和信號輸出由兩組特殊的環形變壓器進行管理，這些變壓器有助於無接觸式的能量和信號傳輸。

 

iii。扭矩傳感器的結構原理：

 

通過將特殊的扭轉測量條連接到特殊的彈性軸，形成一個基本的扭矩傳感器，形成可變的電橋。以下組件固定在軸上：

1。能量環變壓器的輔助線圈，

2。信號環變壓器的主要線圈，

3。軸上的印刷電路板，其中包括糾正和穩定電源，儀器放大電路，v/f（電壓到頻率）轉換電路和信號輸出電路。

 

iv。扭矩傳感器的工作過程：

 

傳感器提供15V電源。磁路中的晶體振盪器會產生400Hz的方波，TDA2030功率放大器會放大，以產生AC磁電供應。該功率通過能環變壓器T1從固定的初級線圈傳遞到旋轉的二次線圈。所得的交流電源被軸上的電路糾正並過濾，以獲得5V DC電源，從而為操作放大器AD822提供動力。由參考電源AD589和雙操作放大器AD822生產的高精度4.5V DC電源用於為橋樑，放大器和V/F轉換器提供動力。

 

當彈性軸經歷扭轉時，儀器放大器AD620將應變橋檢測到的MV級變形信號放大至1.5V至1V的強信號。然後，通過V/F轉換器LM131將該信號轉換為頻率信號。頻率信號通過信號環變壓器T2從旋轉的初級線圈傳輸到固定的次級線圈。通過傳感器外殼中的信號處理電路進行過濾和塑造後，獲得與施加到彈性軸的扭矩成正比的頻率信號。由於在移動環和靜態環之間只有幾毫米的縫隙，並且一部分傳感器軸封閉在金屬外殼中，因此可以實現有效的屏蔽，從而產生了強大的抗干擾能力。