什么是扭矩传感器什么是扭矩传感器

发布时间：2024-10-06 14:10:29

什么是扭矩传感器

要明白什么是扭矩传感器，我们首先要明白什么是扭矩。

torque

转矩-扭矩

使机械元件转动的力矩称为转动力矩，简称转矩。机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形，故转矩有时又称为扭矩。转矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式，与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素紧密联系，转矩的测量对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。此外,转矩与功率的关系T=9549P/n

电机的额定转矩表示额定条件下电机轴端输出转矩。转矩等于力与力臂或力偶臂的乘积，在国际单位制(SI)中，转矩的计量单位为牛顿・米(N・m)，工程技术中也曾用过公斤力・米等作为转矩的计量单位。电机轴端输出转矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。直流电动机堵转转矩计算公式TK=9.55KeIK torque

转矩传感器

利用扭轴把转矩转换成扭应力或扭转角，再转换成与转矩成一定关系的电信号的传感器。扭轴的形式有实心轴、空心轴、矩形轴等。按照作用原理不同，扭应力式转矩传感器可分为电阻应变式和压磁式两种；扭转角式转矩传感器可分为振弦式、光电式和相位差式三种。

电阻应变式转矩传感器　它把电阻应变片（见电阻应变计贴在扭轴上，应变电桥的供电和从桥路输出信号都必须通过导电滑环(图1)。这种传感器结构简单，制造方便，但因使用导电滑环，振动频率较低，不适于高速旋转体和扭轴振动较大的场合使用。转矩是旋转动力机械的重要工作参数，而转矩测量已成为机械量测量中一个重要组成部分。转矩测量应用范围很广泛，它渗透到工业、农业、交通运输、航天航空、国防、能源、化工等各个领域。若能准确、可靠、方便地测出受试机械的平均或瞬时的转矩、转速和功率，这对改进和提高旋转动力机械的性能大有裨益。同时，在受试机械中，转矩测量系统可作为日常运行的监视装置，起到故障诊断的作用或可用做自动控制系统中的检测装置。转矩测量技术的发展取决于传感器、信号传输和测量仪的研究。传感器从介入式发展成不介入式。信号传输由接触式滑环传输发展成无接触式传输。目前，由于微机的应用，转矩测量仪性能大大提高。本文研究的磁弹性转矩测量仪由磁弹性转矩传感器和后续测量电路组成，它是利用铁磁材料的磁弹性效应(压磁效应)测量转矩的仪表。由于测量元件不与转轴接触，不随转轴运动，因此信号的引出较方便，不需要导电滑环，可靠性高，坚固耐用，且对温度和干扰不敏感。通过实验证明，输出电压与转矩呈线性关系。本文详细地介绍了磁弹性转矩测量仪的各个组成部分，重点研究了如何准确地、可靠地实现转矩的测量

压磁式转矩传感器　它的扭轴由铁磁材料制成，受转矩作用时轴中产生方向性应力，并出现磁的各向异性，即在拉应力作用下磁阻减少；而在压应力作用下磁阻增大。这种传感器没有导电滑环，属于非接触测量，具有可靠性高、坚固耐用、输出电压高、对温度和干扰不敏感等优点。

振弦式转矩传感器　它利用振弦敏感扭转角来测量转矩（见振弦式传感器），其特点是采用频率信号传递方式，抗干扰性能好。

光电式转矩传感器　它由一个扭轴和两个光栅盘构成(图2)。两光栅盘上有相等数量辐射状黑色部位。扭轴受转矩作用时产生扭转角变形，光栅盘1与2相差一个角度,形成透光口,光电元件遂有一调宽脉冲输出，转矩越大,透光口开度也越大,因而光电流脉冲的宽度也就越大。脉冲电流平均值与转矩成正比。这种传感器属于非接触式，但光源必须稳压供电（见光电式传感器）。

相位差式转矩传感器　它由一个扭轴两个齿轮和一对磁阻式脉冲发生器组成。每个齿轮的齿顶上方装有由线圈和磁钢所组成的检测器。当扭轴发生扭转时，两个检测器的输出电压产生相位差，它与所传递的转矩大小相对应，测出相位差就可测量相应的转矩值。这种传感器的特点是测量精度高，属于非接触测量,稳定性好,转矩值用数字量直读，容易进行记录和控制，结构简单。

扭矩传感器参数详情

一说到扭矩传感器，可能很多人一下子觉得头脑空白，光是提及这个扭矩传感器这个代名词，我也觉得很空洞，对它没任何概念。那我再给大家多一点提示吧，扭矩传感器一般会应用与飞机、汽车、水泵等的功率的检测中。这样进一步的解释，是否加深了您对扭矩传感器的印象了呢?不管有没有，接下来就让我为大家详细介绍介绍它吧。

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。

扭矩是在旋转动力系统中最频繁涉及到的参数，为了检测旋转扭矩，使用较多的是扭转角相位差式传感器。该传感器是在弹性轴的两端安装着两组齿数、形状及安装角度完全相同的齿轮，在齿轮的外侧各安装着一只接近(磁或光)传感器。当弹性轴旋转时，这两组传感器就可以测量出两组脉冲波，比较这两组脉冲波的前后沿的相位差就可以计算出弹性轴所承受的扭矩量。该方法的优点：实现了转矩信号的非接触传递，检测信号为数字信号;缺点：体积较大，不易安装，低转速时由于脉冲波的前后沿较缓不易比较，因此低速性能不理想。

扭矩测试比较成熟的检测手段为应变电测技术，它具有精度高、频响快、可靠性好、寿命长等优点。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，若向应变桥提供工作电源即可测试该弹性轴受扭的电信号。这就是基本的扭矩传感器模式。但是在旋转动力传递系统中，最棘手的问题是旋转体上的应变桥的桥压输入及检测到的应变信号输出如何可靠地在旋转部分与静止部分之间传递，通常的做法是用导电滑环来完成。由于导电滑环属于磨擦接触，因此不可避免地存在着磨损并发热，因而限制了旋转轴的转速及导电滑环的使用寿命。及由于接触不可靠引起信号波动，因而造成测量误差大甚至测量不成功。为了克服导电滑环的缺陷，另一个办法就是采用无线电遥测的方法 :将扭矩应变信号在旋转轴上放大并进行V/F转换成频率信号，通过载波调制用无线电发射的方法从旋转轴上发射至轴外，再用无线电接收的方法，就可以得到旋转轴受扭的信号。旋转轴上的能源供应是固定在旋转轴上的电池。该方法即为遥测扭矩仪。

扭矩传感器是一种测量各种扭矩、转速及机械功率的精密测量仪器。应用范围十分广泛，主要用于：

1、电动机、发动机、内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率的检测;

2、风机、水泵、齿轮箱、扭力板手的扭矩及功率的检测;

3、铁路机车、汽车、拖拉机、飞机、船舶、矿山机械中的扭矩及功率的检测;

4、可用于污水处理系统中的扭矩及功率的检测;

5、可用于制造粘度计;

6、可用于过程工业和流程工业中;

7、可以应用于实验室，测试部门以及生产监控和质量控制;

注意事项：

1.安装时，不能带电操作，切莫直接敲打、碰撞传感器。

2.联轴器的紧固螺栓应拧紧 ,联轴器的外面应加防护罩，避免人身伤害。

3.信号线输出不得对地 ,对电源短路,输出电流不大于10mA· 屏蔽电缆线的屏蔽层必须与 +15V电源的公共端(电源地)连接。

以上便是我为大家整理出来的有关扭矩传感器的一些基本的信息了，虽然通常接触到它的都是一些专业人士，而我们只是使用它，并不会真正接触到它，但是，我觉得能够多多了解这方面的信息、知识还是非常有必要的。学习了解了，我们不一定非得使用它，但是学到了就会成为我们自己的东西，随时都可以拿出来用，不要等到真正需要时，才知道着急求助。

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