扭矩的变化是机械动力设备工作状态的重要信息。扭矩传感器是力矩测试不可缺少的重要组成部分,也在不断地发展。它是怎样分类的呢?发展过程又是怎样的?还有什么应用呢?
扭矩传感器主要用于测量各种力矩、转速和机械效率,它把扭力的变化转化为电信号,其精度与所处的检测系统的精度有关。它的主要特点是既能测量静态力矩,又能测量转动力矩和动力矩;且检测精度高、稳定性好、抗干扰能力强;不需要反复调零就能连续测量正反转扭矩,没有导电环等磨损件,可以高转速高转速运行;它输出高电平频率信号可直接送计算机处理。
以下我们将简单介绍一些常见的扭矩传感器。
非接触式扭矩传感器。
非接触式扭矩传感器又称动态力矩传感器,又称力矩传感器、转速传感器、旋转扭矩传感器等。其输入轴和输出轴通过扭杆连接,输入轴上有一个花键,输出轴上是一个键槽,当扭杆在转动力矩作用下发生扭转时,花键与键槽的相对位置发生变化,其相对位移变化量即为扭转量。这一过程使在花键上的磁感强度发生变化,由线圈变成电压信号。
无触点力矩传感器具有寿命长、可靠性高、不易磨损、有较小延迟、受轴影响较小等特点,应用范围较广。
应变片扭矩传感器
应变片扭矩传感器采用应变电测技术。其原理是利用弹性轴,粘贴应变仪,构成测量电桥,当弹性轴受力矩作用时,电桥电阻值发生微小的变形,从而实现测量电桥上的电阻值,从而实现测量力矩。
应变力矩传感器具有分辨率高、误差小、测量范围大、价格低等特点,且易于选择和大量使用。
转矩式转速传感器。
位相差扭力传感器属于扭转角相位差传感器,它的原理是根究磁电相位差转矩测量技术,才在弹性轴的两端安装齿数、形状和安装角度完全相同的齿轮,齿轮外侧安装接近传感器。随着弹性轴的旋转,两组传感器的波形产生相位差,从而计算出转矩。
其特点主要是实现了扭矩信号的非接触传输,检测的信号为数字信号,转速更高。但这类转矩传感器体积大,在低速时性能不理想,因而应用不广。
此外,高性能的无线扭矩传感器更常用,它结合无线通信技术,实现数据无线传输。
转矩器的历史。
目前转矩传感器的技术已经越来越成熟,但实际上其发展还是经历了三个阶段。
建立测量技术。1678年RobertHuk描述了著名的胡克定律材料延伸和相关材料张力的关系。而且,电桥电路的出现使得可以测量最小的变化电压。
首批旋转扭矩传感器诞生。一九四五年,市场上首次推出旋转扭矩传感器,其原理是,如果下方加载的轴的轴向力矩扭转一个角,则转矩也会成比例变化。扭角可以用测量系统来测量。
现代化力矩传感器现在的力矩传感器一般都有模拟信号输出,其中,相邻的驱动器会产生干扰。后来出现的数码电子传感器加强了抗干扰能力。
时至今日,力矩传感器发展迅速,种类和性能也日趋丰富。其测试系统也将朝着小规模、数字化、智能化、虚拟化、网络化的方向发展,并从静态测试项目的动态在线检测方向发展。
扭矩传感器的应用
扭矩传感器是一种测量各种转矩、转速和机械功率的精密测量仪器,目前主要应用于电机、发动机等旋转动力设备的检测,以及机车、汽车、飞机、矿用机械中的扭矩和功率检测等。不管是工程制造还是运输研究机构等地方,都有扭矩传感器的存在。
扭矩传感器在精度、转矩、转速等方面满足不同行业客户的需要,并能根据客户的具体情况配置最具性价比的设备,同时保证整个系统的最佳性能。把转矩传感器很好地应用于整个电机测试领域。