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扭矩传感器在旋转动力系统的应用

时间:2021-03-09 点击次数:

旋转扭矩是旋转动力系统中扭矩传感器最常涉及的参数。为了检测旋转扭矩,传统上使用扭转角相位差传感器。该方法是在弹性轴的两端安装两组齿数、形状、安装角度相同的齿轮,在每个齿轮的外侧安装一个接近(磁或光)传感器。当弹性轴转动时,两组传感器可以测量两组脉搏波,通过比较两组脉搏波前后沿的相位差可以计算出弹性轴承受的扭矩。该方法的优点是:实现了扭矩信号的非接触传递,检测信号为数字信号;缺点:体积大,安装困难。低速时,由于脉搏波前后沿较慢,难以比较,低速性能不理想。(扭矩测试成熟的检测方法是应变电测技术。它具有精度高、频响快、可靠性好、使用寿命长的优点。


扭矩传感器

用应变胶将测量扭矩的专用应变仪粘贴在被测弹性轴上,形成应变桥。如果向应变桥提供工作电源,可以测试弹性轴的电信号。这是基本的扭矩传感器模式。然而,在旋转动力传输系统中,最困难的问题是如何在旋转部件和静止部件之间可靠地传输旋转体上应变桥的桥压输入和检测到的应变信号的输出,这通常是通过导电滑环来完成的。由于导电滑环是摩擦接触,不可避免的会磨损发热,限制了转轴的转速和导电滑环的使用寿命。并且由于接触不可靠导致信号波动,测量误差大,甚至测量不成功。为了克服导电滑环的缺陷,另一种方法是使用无线电遥测:将转轴上的扭矩应变信号放大,用V/F转换成频率信号,然后通过载波调制从转轴通过无线电传输到轴外,再通过无线电接收。

转轴上的电源是固定在转轴上的电池。该方法是遥测扭矩仪。遥测扭矩仪的成功在于克服了电动滑环的两个缺点,但也有三个缺点:一是在使用现场容易受到电磁波的干扰;第二,因为是电池供电,只能短时间使用。第三,由于转轴上的附加结构,容易造成高速时的动平衡问题。特别是小量程、小直径轴。数字扭矩传感器吸收了上述方法的优点,克服了它们的缺点。基于应变传感器,设计了两套旋转变压器,实现能量和信号的非接触传输。扭矩信号的传递与转速、转速、旋转方向无关。

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