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技術文章
扭矩傳感器的工作原理
閱讀次數(shù):9006 發(fā)布時間:2015/5/11 8:56:04
一、扭矩傳感器的特點:
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.不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.傳感器輸出高電平頻率信號可直接送計算機處理;
8.測量彈性體強度大可承受100%的過載。
二、扭矩傳感器的測量原理:
將專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,經過壓/頻轉換,變成與扭應變成正比的頻率信號。本系統(tǒng)的能源輸入及信號輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)型變壓器承擔的,因此實現(xiàn)了無接觸的能源及信號傳遞功能。
三、扭矩傳感器原理結構:
在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測扭應片并組成變橋,即為基礎扭矩傳感器;在軸上固定著:(1)能源環(huán)形變壓器的次級線圈,(2)信號環(huán)形變壓器初級線圈,(3)軸上印刷電路板,電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號輸出電路。
四、扭矩傳感器工作過程:
向傳感器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產生400Hz的方波,經過TDA2030功率放大器即產生交流激磁功率電源,通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級線圈傳遞至旋轉的次級線圈,得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到±5V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(wěn)壓電源產生±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,應變橋檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器AD620放大成1.5v±1v的強信號,再通過V/F轉換器LM131變換成頻率信號,通過信號環(huán)形變壓器T2從旋轉的初級線圈傳遞至靜止次級線圈,再經過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。由于該旋轉變壓器動--靜環(huán)之間只有零點幾毫米的間隙,加之傳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。
五、扭矩傳感器的應用:
1.檢測發(fā)電機,電動機 ,內燃機等旋轉動力設備輸出扭矩及功率。
2.檢測減速機,風機,泵,攪拌機,卷揚機,螺旋槳,鉆探機械等設備的負載扭矩及輸入功率。
3.檢測各種機械加工中心,自動機床的工作過程中的扭矩。
4.各種旋轉動力設備系統(tǒng)所傳遞的扭矩及效率;
5.檢測扭矩的同時可以檢測轉速,軸向力。
6.可用于制造粘度計,電動(氣動,液力)扭力扳手。
原創(chuàng)作者:深圳市賽德力檢測設備有限公司
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