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扭矩传感器工作过程

扭矩传感器工作过程

向传感器提供 ± 15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源,通过能源环形变压

器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈,得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到 ±5V的直流电源,该电源做运算放大器AD822的

工作电源;由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生 ± 4.5V的精密直流电源,该电源既作为电桥电源,又作为放大器及V/F

转换器的工作电源。当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v ± 1v的强信号,再通过V/F转换器

LM131变换成频率信号,通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经过传感器外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得

到与弹性轴承受的扭矩成正比的频率信号,扭矩传感器该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压

器动--静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。

本传感器输出的频率信号在零点时为 10kHz.正向旋转满量程时为15KHz.反向旋转满量程时为5KHz。即满量程变量为5000个数/每秒。转速测量

采用光电齿轮或者磁电齿轮的测量方法,轴每旋转一周可产生60个脉冲,高速或中速采样时可以用测频的方法,低速采样时可以用测周期的方

法。本传感器精度可达 ± 0.2%~ ± 0.5%(F·S)。由于传感器输出为频率信号,所以无需AD转换即可直接送至计算机进行数据处理。

应用范围

1. 检测发电机,电动机 ,内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率。
2. 检测减速机,风机,泵,搅拌机,卷扬机,螺旋桨,钻探机械等设备的负载扭矩及输入功率。
3. 检测各种机械加工中心,自动机床的工作过程中的扭矩4. 各种旋转动力设备系统所传递的扭矩及效率;
5. 检测扭矩的同时可以检测转速,轴向力。
6. 可用于制造粘度计,电动(气动,液力)扭力扳手。

安装使用

1. 使用两组联轴器,将传感器安装在动力源和负载之间。
2. 建议用挠性、弹性或万向节联轴器,以保证同心度 ∠ 0.1mm以下。
3. 动力及负载设备必须固定可靠避免振动。
4. 将本传感器的基座与设备的基座固定可靠,中心高须垫合适避免产生弯矩 。

多种安装方式

本传感器经过五年的批量试产,广泛受到用户的好评。本传感器属贯通形安装方法,一般需要通过联轴器安装,为了便于在特殊要求的条件下

使用,本传感器还有七种变形结构:

1. 如果要求传动系统的轴向不因安装了传感器而加长,扭矩传感器则可使用智能联轴器--既可以检测扭矩,又可以承担联轴器的功能。也就是一种带检测

功能的联轴器。
2. 被测传动系统不允许加长但可以拆卸时,则可以使用套装式扭矩传感器--套在被测轴上即可测试。
3. 被测传动系统既不允许加长又不可以拆卸时,则可以使用在现场组装的卡装式扭矩传感器。从轴的两侧卡在轴上即可进行测试。即可长期监

测也可短期检测。与电流钳形表相似。
4.有的测试系统既有扭力又有轴向力时则可以使用转矩转速轴向力三参数传感器;既可以避免轴向力对扭力测试的干扰又可以测量轴向力的信

号;
5.在高转速或超高转速下测试时可以使用无轴承式转矩转速传感器;
6.如果被测系统为不旋转状态时可以使用扭矩传感变送器;
7.如果被测系统最大值在5mN·m至1N·m时可以使用小量程转矩转速传感器。

九、智能转矩转速测量仪

为了更方便的使用本系列扭矩传感器特配合设计了智能转矩转速测量仪与计算机虚拟仪器,该两种仪器可以直接显示出正在测量的转矩,转速

,功率值的数值及曲线,也可以设定转矩的限定值,超值报警,还可以保存本次测量的转矩峰值及曲线,并且可以打印出上述各参数及曲线图

扭矩可以分为两大类,静态扭矩或动态扭矩。用于测量扭矩的方法可以被进一步分为两类,反扭矩和联机扭矩测量。被测扭矩的类型以及现有

各类传感器,对所测的数据精度及测量的成本有重要影响。
在讨论静态和动态扭矩的比较中,扭矩传感器最容易入手的是首先了解静力和动力的差异。简而言之,动力包括加速度,而静力则没有。
动力和加速度之间的联系被描述为牛顿第二定律:F=ma(力等于物质质量乘以加速度)。以汽车自身物质(质量)把车停下所需要的力就是动力,

因为汽车必须被减速。由刹车卡钳施加以停止汽车的力就是静力,因为所涉及的刹车垫没有加速度。
扭矩只是旋转力或通过一定距离产生的力。根据前面的讨论,它被认为是静力,如果它没有角加速度的话。时钟弹簧施加的扭矩就是静态扭矩

,因为没有旋转,因而也就没有角加速度。当汽车以匀速在高速公路上巡航的时候,通过汽车传动轴传输的扭矩就是一个旋转静态扭矩的例子

,因为即使存在旋转,以匀速行驶也没有加速度。
汽车引擎产生的扭矩有静态和动态扭矩,取决于测量的部位。如果在机轴中测量扭矩,当汽缸每一次燃烧且活塞旋转机轴的时候,就有大的动

态扭矩波动。
如果在传动轴测量扭矩,那几乎就是静态扭矩,因为调速轮和传动系统要阻尼引擎产生的动态扭矩。用曲柄提升车窗所需要的扭矩就是静态扭

矩的例子,尽管涉及到旋转加速度,因为曲柄的加速和旋转惯性很小,与车窗运动有关的摩擦力相比,所产生的动态扭矩(扭矩=旋转惯性*旋转

加速度)可以忽略不计。
最后一个例子描述了一个事实,大多测量应用都在某种程度上涉及静态和动态扭矩。如果动态扭矩是整个扭矩的主要组成部分或是感兴趣的扭

矩,那么,要特别考虑何时对其作出最佳的测量。
反扭矩与联机扭矩的比较
通过在扭矩支撑零件之间插入一种扭矩传感器,可以做联机扭矩测量,扭矩传感器非常类似于在套筒和套筒扳手之间插入延长杆。旋转套筒所需要的扭矩

直接由套筒延长杆支撑。该方法容许扭矩传感器被放置在尽可能与感兴趣的扭矩靠近的地方,并避免可能出现的测量误差,如寄生扭矩(轴承等

等)、无关负载和具有大的旋转惯性的零件(会阻尼动态扭矩)。

 

相关信息:

扭矩传感器形状及安装

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扭矩传感器测量的技术

扭矩传感器采用不接触方法

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