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扭矩傳感器的分類介紹
時間: 2022-09-27 16:44:27 瀏覽次數(shù)：
扭矩傳感器分為動態(tài)和靜態(tài)兩種。
靜力矩傳感器根據(jù)電阻應(yīng)變的原理，將扭轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為與扭轉(zhuǎn)力矩成線性關(guān)系的電信號。靜態(tài)是指傳感器的測量彈性體不參與相對運動。從應(yīng)力的角度來看，這類試驗是測試彈性體的反作用力。靜態(tài)力矩傳感器的旋轉(zhuǎn)不能超過360度。一般用于測試扭矩變化緩慢的情況。采樣速度一般小于50次/秒，如測試手動扭矩扳手和變速器靜載扭矩。
動態(tài)扭矩傳感器可以測量彈性軸在扭轉(zhuǎn)作用下的電信號。它利用應(yīng)變電測量技術(shù)在彈性軸上形成應(yīng)變橋，從而為應(yīng)變橋提供動力。信號放大后，轉(zhuǎn)換成與頻率成正比的頻率信號。靜力矩傳感器根據(jù)電阻應(yīng)變的原理，將力矩力矩產(chǎn)生的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為線形信號關(guān)系的電信號。動態(tài)扭矩傳感器又可稱為扭矩傳感器、扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、非接觸式扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)式扭矩傳感器等。一般用于檢測轉(zhuǎn)矩變化劇烈的情況，有必要捕捉轉(zhuǎn)矩或峰值轉(zhuǎn)矩，如擰緊機、電動扳手、電機輸出轉(zhuǎn)矩、發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩、鉆桿轉(zhuǎn)矩。
1. 非接觸式扭矩傳感器
非接觸式扭矩傳感器的輸入軸和輸出軸由扭桿連接。輸入軸有花鍵，輸出軸有鍵槽。當(dāng)扭桿被方向盤的旋轉(zhuǎn)力矩所扭轉(zhuǎn)時，輸入軸上的花鍵與輸出軸上鍵槽之間的相對位置發(fā)生變化。花鍵與鍵槽的相對位移的變化等于扭桿的扭轉(zhuǎn)量，使花鍵上的磁感應(yīng)強度發(fā)生變化，磁感應(yīng)強度的變化通過線圈轉(zhuǎn)化為電壓信號。
非接觸式扭矩傳感器由于采用非接觸式工作方式，使用壽命長，可靠性高，磨損小，延時小，受軸偏轉(zhuǎn)和軸向偏移的影響小。它已廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。
2. 應(yīng)變式扭矩傳感器
應(yīng)變傳感器的力矩測量采用應(yīng)變電測量技術(shù)。在彈性軸上粘貼應(yīng)變片，形成測量橋。當(dāng)彈性軸因扭矩發(fā)生輕微變形時，橋架的電阻值發(fā)生變化，應(yīng)變橋架電阻的變化轉(zhuǎn)化為電信號的變化，實現(xiàn)扭矩測量。傳感器完成以下信息轉(zhuǎn)換:;該傳感器由彈性軸、測量橋、儀器放大器和接口電路組成。
應(yīng)變式扭矩傳感器具有分辨率高、誤差小、測量范圍大、價格低廉、選用方便等特點。
3.相位差扭矩和速度傳感器
當(dāng)相位差發(fā)生時，所述扭轉(zhuǎn)傳感器為扭轉(zhuǎn)角相位差傳感器。其原理是在深入研究磁電相位差轉(zhuǎn)矩測量技術(shù)后，在彈性軸兩端安裝兩組齒數(shù)、形狀和安裝角度相同的齒輪，并在齒輪外側(cè)安裝接近傳感器。當(dāng)彈性軸旋轉(zhuǎn)時，兩組傳感器的波形產(chǎn)生相位差，從而計算力矩。
其主要特點是實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩信號的非接觸傳輸。檢測到的信號為高速數(shù)字信號。但是這種扭矩傳感器體積大，低速時性能較差，應(yīng)用并不廣泛。
靜力矩傳感器根據(jù)電阻應(yīng)變的原理，將扭轉(zhuǎn)力矩產(chǎn)生的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為與扭轉(zhuǎn)力矩成線性關(guān)系的電信號。靜態(tài)是指傳感器的測量彈性體不參與相對運動。從應(yīng)力的角度來看，這類試驗是測試彈性體的反作用力。靜態(tài)力矩傳感器的旋轉(zhuǎn)不能超過360度。一般用于測試扭矩變化緩慢的情況。采樣速度一般小于50次/秒，如測試手動扭矩扳手和變速器靜載扭矩。
動態(tài)扭矩傳感器可以測量彈性軸在扭轉(zhuǎn)作用下的電信號。它利用應(yīng)變電測量技術(shù)在彈性軸上形成應(yīng)變橋，從而為應(yīng)變橋提供動力。信號放大后，轉(zhuǎn)換成與頻率成正比的頻率信號。靜力矩傳感器根據(jù)電阻應(yīng)變的原理，將力矩力矩產(chǎn)生的應(yīng)變轉(zhuǎn)化為線形信號關(guān)系的電信號。動態(tài)扭矩傳感器又可稱為扭矩傳感器、扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、非接觸式扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)式扭矩傳感器等。一般用于檢測轉(zhuǎn)矩變化劇烈的情況，有必要捕捉轉(zhuǎn)矩或峰值轉(zhuǎn)矩，如擰緊機、電動扳手、電機輸出轉(zhuǎn)矩、發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩、鉆桿轉(zhuǎn)矩。
1. 非接觸式扭矩傳感器
非接觸式扭矩傳感器的輸入軸和輸出軸由扭桿連接。輸入軸有花鍵，輸出軸有鍵槽。當(dāng)扭桿被方向盤的旋轉(zhuǎn)力矩所扭轉(zhuǎn)時，輸入軸上的花鍵與輸出軸上鍵槽之間的相對位置發(fā)生變化。花鍵與鍵槽的相對位移的變化等于扭桿的扭轉(zhuǎn)量，使花鍵上的磁感應(yīng)強度發(fā)生變化，磁感應(yīng)強度的變化通過線圈轉(zhuǎn)化為電壓信號。
非接觸式扭矩傳感器由于采用非接觸式工作方式，使用壽命長，可靠性高，磨損小，延時小，受軸偏轉(zhuǎn)和軸向偏移的影響小。它已廣泛應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。
2. 應(yīng)變式扭矩傳感器
應(yīng)變傳感器的力矩測量采用應(yīng)變電測量技術(shù)。在彈性軸上粘貼應(yīng)變片，形成測量橋。當(dāng)彈性軸因扭矩發(fā)生輕微變形時，橋架的電阻值發(fā)生變化，應(yīng)變橋架電阻的變化轉(zhuǎn)化為電信號的變化，實現(xiàn)扭矩測量。傳感器完成以下信息轉(zhuǎn)換:;該傳感器由彈性軸、測量橋、儀器放大器和接口電路組成。
應(yīng)變式扭矩傳感器具有分辨率高、誤差小、測量范圍大、價格低廉、選用方便等特點。
3.相位差扭矩和速度傳感器
當(dāng)相位差發(fā)生時，所述扭轉(zhuǎn)傳感器為扭轉(zhuǎn)角相位差傳感器。其原理是在深入研究磁電相位差轉(zhuǎn)矩測量技術(shù)后，在彈性軸兩端安裝兩組齒數(shù)、形狀和安裝角度相同的齒輪，并在齒輪外側(cè)安裝接近傳感器。當(dāng)彈性軸旋轉(zhuǎn)時，兩組傳感器的波形產(chǎn)生相位差，從而計算力矩。
其主要特點是實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩信號的非接觸傳輸。檢測到的信號為高速數(shù)字信號。但是這種扭矩傳感器體積大，低速時性能較差，應(yīng)用并不廣泛。
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