转矩传感器的原理 扭矩传感器的特点以及它的工作原理分析
扭矩传感器的特点以及它的工作原理分析
1.既可以测量静止扭矩，也可以测量旋转转矩;2.既可以测量静态扭矩，也可以测量动态扭矩；3.检测精度高，稳定性好；抗干扰性强;4.体积小，重量轻，多种安装结构，易于安装使用；5.不需反复调零即可连续测量正反转扭矩;6.没有导电环等磨损件，可以高转速长时间运行；7.传感器输出高电平频率信号可直接送计算机处理；8.测量弹性体强度大可承受100%的过载。
二、扭矩传感器的测量原理：
将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上并组成应变桥，向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号。本系统的能源输入及信号输出是由两组带间隙的特殊环型变压器承担的，因此实现了无接触的能源及信号传递功能。
三、扭矩传感器原理结构：
在一段特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥，即为基础扭矩传感器；在轴上固定着：（1）能源环形变压器的次级线圈，（2）信号环形变压器初级线圈，（3）轴上印刷电路板，电路板上包含整流稳定电源、仪表放大电路、V/F变换电路及信号输出电路。
四、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，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。
五、扭矩传感器的应用：
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。
扭矩传感器
扭矩传感器，（又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪）分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。 扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。扭矩传感器可以应用在制造粘度计，电动（气动，液力）扭力扳手，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。
扭矩传感器作用
扭矩传感器的主要特点有以下几个：它可以测量动态扭矩和静止扭矩；它的检测的稳定性很好，抗干扰性能很强，精密度很好；它在测量的时候，不需要每一次调零，可以连续地测量正反扭矩；它的信号输出可以随你操作，选择脉冲波还是波形—方波；它的测量范围很广：有0到1000Nm的标准可以选择，某些非标准的，例如：2万Nm、10万Nm、100万Nm都是可以定制的，作为特殊量程的定制；它的体积非常的小，而重传感器可以跟二次仪表脱离开来，独立使用的，它使用时，只需要按插座针号所提供的+15V，-15V的电源，就可以输出阻抗和扭转成正比例关系的脉冲波或者等方波的频率信号，而且它非常轻，安装非常方便。
扭矩传感器工作原理
在驱动源和负载之间的扭转轴的两侧安装有齿形圆盘．它们旁边装有相应的两个磁电传感器．磁电传感器的结构见图所示．传感器的检测元件部分由永久磁铁、感应线圈和铁芯组成．永久磁铁产生的磁力线与齿形圆盘交接．当齿形圆盘旋转时，圆盘齿凸凹引起磁路气隙的变化，于是磁通量也发生变化，在线圈中感应出交流电压，其频率在数值上等于圆盘上齿数与转数的乘积．
当扭矩作用在扭转轴上时，两个磁电传感器输出的感应电压U1和U2存在相位差．这个相位差与扭转轴的扭转角成正比．这样，传感器就可以把扭矩引起的扭转角转换成相位差的电信号．
扭矩传感器的安装
扭矩传感器，（又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪）分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。
扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。
扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。
扭矩传感器可以应用在制造粘度计，电动（气动，液力）扭力扳手，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。
扭矩传感器安装示意图：
水平安装
垂直安装
扭矩传感器可水平安装，也可垂直安装
1、如图1、2所示，动力设备、传感器、负载设备应安装在稳固的基础上，以避免过大的震动，否则可能发生数据不稳，降低测量精度，甚至损坏传感器。
2、采用弹性柱销联轴器或刚性联轴器连接
3、动力设备、传感器、负载设备轴线的同心度应小于Φ0.05mm
扭矩传感器安装步骤及要求
安装步骤：
1、根据轴的连接形式和扭矩传感器的长度，确定原动机和负载之间的距离，调节原动机和负载的轴线相对于基准面的距离，使它们的轴线的同轴度小于Φ0.03mm，固定原动机和负载在基准面上。
2、将联轴器分别装入各自轴上。
3、调节扭矩传感器与基准面的距离，使它的轴线与原动机和负载的轴线的同轴度小于Φ0.03mm，固定扭矩传感器在基准面上。
4、紧固联轴器，安装完成。
安装要求：
1、动力设备、传感器、负载设备应安装在稳固的基础上，以避免过大的震动，否则可能发生数据不稳，降低测量精度，甚至损坏传感器。
2、采用弹性柱销联轴器或刚性联轴器连接。在震动较大或同轴度大于0.05mm情况下，建议选用柔性联轴器，并在传感器左右两端加装轴承支架。
3、分别调整动力设备、负载、传感器的中心高和同轴度，要求小于0.05mm，然后固定；
安装注意事项：
使用环境：扭矩传感器应安装在环境温度为0℃ ～ 60℃，相对湿度小于90%，无易燃、易爆品的环境里。不宜安装在强电磁干扰的环境中。
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