扭矩傳感器 - 基本內(nèi)容

應(yīng)用范圍

CHNNT系列扭矩傳感器是一種測(cè)量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械功率的精密測(cè)量?jī)x器。應(yīng)用范圍十分廣泛，主要用于：

1、電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備輸出扭矩及功率的檢測(cè)；

2、風(fēng)機(jī)、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的檢測(cè)；

3、鐵路機(jī)車、汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、船舶、礦山機(jī)械中的扭矩及功率的檢測(cè)；

4、可用于污水處理系統(tǒng)中的扭矩及功率的檢測(cè)；

5、可用于制造粘度計(jì)；

6、可用于過(guò)程工業(yè)和流程工業(yè)中。

基本原理

扭矩的測(cè)量：采用應(yīng)變片電測(cè)技術(shù) ,在彈性軸上組成應(yīng)變橋,向應(yīng)變橋提供電源即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào)。將該應(yīng)變信號(hào)放大后，經(jīng)過(guò)壓/頻轉(zhuǎn)換，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào)。如圖1所示：

扭矩傳感器圖冊(cè)

產(chǎn)品特點(diǎn)

1.信號(hào)輸出可任意選擇波形─方波或脈沖波。

2.檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)。

3.不需反復(fù)調(diào)零即可；連續(xù)測(cè)量正反扭矩。

4.即可測(cè)量靜止扭矩，也可測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩。

5.體積小、重傳感器可脫離二次儀表獨(dú)立使用，只要按插座針號(hào)提供 +15V，-15V（200mA）的電源，即可輸出阻抗與扭矩成正比的等方波或脈沖波頻率信號(hào)。量輕、易于安裝。

6.測(cè)量范圍： 0—10000Nm標(biāo)準(zhǔn)可選, 非標(biāo)準(zhǔn)2萬(wàn)Nm、3萬(wàn)Nm、5萬(wàn)Nm、8萬(wàn)Nm、10萬(wàn)Nm、15萬(wàn)Nm、20萬(wàn)Nm、50萬(wàn)Nm、100萬(wàn)Nm、200萬(wàn)Nm可定制，特殊量程定制。

量程計(jì)算

扭矩傳感器的計(jì)算公式一般是這樣的，M=9550×P/N，其中M是扭矩，單位是N.m；P是電機(jī)功率，單位是KW；N是轉(zhuǎn)速，單位是r/min。這就是扭矩傳感器量程的計(jì)算公式。

主要功能及性能指標(biāo)

扭矩示值誤差： ＜± 0.5 % F · S 靈敏度： 1±0.2 mv / V

非線性： ＜±0.25 % F· S 重復(fù)性： ＜±0.2% F· S

回差： ＜0.2 % F· S 零飄（24小時(shí)）： ＜0.5 % F· S

零點(diǎn)溫飄： ＜0.5 % F· S /10℃ 輸出阻抗： 1KΩ ±3Ω

絕緣阻抗： >500MΩ 靜態(tài)超載： 120 %

斷裂負(fù)載： 200 % 使用溫度： 0 ～ 60℃

儲(chǔ)存溫度： －20 ～ 70℃ 電源電壓： +15V±5%,-15V±5%

總消耗電流： ＜130mA 頻率信號(hào)輸出： 5KHz—15KHz

負(fù)額定扭矩：5KHz±10Hz 零扭矩：10KHz±10Hz

正額定扭矩：15KHz±10Hz 信號(hào)占空比： （50±10）%

安裝步驟

1.根據(jù)軸的連接形式和扭矩傳感器的長(zhǎng)度，確定原動(dòng)機(jī)和負(fù)載之間的距離，調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)和負(fù)載的軸線相對(duì)于基準(zhǔn)面的距離，使它們的軸線的同軸度小于Φ 0.03mm,固定原動(dòng)機(jī)和負(fù)載在基準(zhǔn)面上。

2.將聯(lián)軸器分別裝入各自軸上。

3.調(diào)節(jié)扭矩傳感器與基準(zhǔn)面的距離，使它的軸線與原動(dòng)機(jī)和負(fù)載的軸線的同軸度小于Φ 0.03mm，固定扭矩傳感器在基準(zhǔn)面上。

4.緊固聯(lián)軸器，安裝完成。

信號(hào)輸出與信號(hào)采集

1、扭矩信號(hào)輸出基本形式：

? 方波信號(hào)、脈沖信號(hào)。

? 可根據(jù)用戶需要制成電壓模擬信號(hào)輸出或電流模擬信號(hào)輸出（單向、靜止扭矩測(cè)量）。

2、扭矩信號(hào)處理形式：

? 扭矩傳感器輸出的頻率信號(hào)送到頻率計(jì)或數(shù)字表，直接讀取與扭矩成正比的頻率信號(hào)或電壓、電流信號(hào)。

? 扭矩傳感器的扭矩與頻率信號(hào)送給單片機(jī)二次儀表，直接顯示實(shí)時(shí)扭矩值、轉(zhuǎn)速及輸出功率值及 RS232通訊信號(hào)。

? 直接將扭矩與轉(zhuǎn)速的頻率信號(hào)送給計(jì)算機(jī)或 PLD進(jìn)行處理。

維護(hù)與保養(yǎng)

1.每隔一年應(yīng)給扭矩傳感器兩端軸承加潤(rùn)滑脂。加潤(rùn)滑脂時(shí)，僅將兩端軸承蓋打開，將潤(rùn)滑脂加入軸承，然后裝上兩端蓋。

2.應(yīng)儲(chǔ)存在干燥、無(wú)腐蝕、室溫為 -20℃——70℃的環(huán)境里。

注意事項(xiàng)

1.安裝時(shí)，不能帶電操作，切莫直接敲打、碰撞傳感器。

2.聯(lián)軸器的緊固螺栓應(yīng)擰緊 ,聯(lián)軸器的外面應(yīng)加防護(hù)罩，避免人身傷害。

3.信號(hào)線輸 出不得對(duì)地 ,對(duì)電源短路,輸出電流不大于10mA? 屏蔽電纜線的屏蔽層必須與 +15V電源的公共端（電源地）連接。

安裝使用

1、使用環(huán)境：扭矩傳感器應(yīng)安裝在環(huán)境溫度為0℃ ～ 60℃，相對(duì)濕度小于90%，無(wú)易燃、易爆品的環(huán)境里。不宜安裝在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中。

2、連接方式： 扭矩傳感器與動(dòng)力設(shè)備、負(fù)載設(shè)備之間的連接

（1） 彈性柱銷聯(lián)軸器連接如圖13所示，此種連接方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，維護(hù)方便。能夠微量補(bǔ)償安裝誤差造成的軸的相對(duì)偏移，同時(shí)能起到輕微減振的作用。適用于中等載荷、起動(dòng)頻繁的高低速運(yùn)轉(zhuǎn)場(chǎng)合，工作溫度為-20-70℃。

（2） 剛性聯(lián)軸器連接如圖14所示，這種連接形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)補(bǔ)償性能，不能緩沖減振，對(duì)兩軸的安裝精度較高。用于振動(dòng)很小的工況條件。

3、安裝要求：

（1） 扭矩傳感器可水平安裝，也可垂直安裝。

（2） 如圖11、12所示，動(dòng)力設(shè)備、傳感器、負(fù)載設(shè)備應(yīng)安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，以避免過(guò)大的震動(dòng)，否則可能發(fā)生數(shù)據(jù)不穩(wěn)，降低測(cè)量精度，甚至損壞傳感器。

（3） 采用彈性柱銷聯(lián)軸器或剛性聯(lián)軸器連接。

（4） 動(dòng)力設(shè)備、傳感器、負(fù)載設(shè)備軸線的同心度應(yīng)小于Φ0.05mm。

工作過(guò)程

將專用的測(cè)扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上并組成應(yīng)變橋 ,向應(yīng)變橋提供電源即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào)。將該應(yīng)變信號(hào)放大后，經(jīng)過(guò)壓/頻轉(zhuǎn)換，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào)。本系統(tǒng)的能源輸入及信號(hào)輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)型變壓器承擔(dān)的。因此實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸的能源及信號(hào)傳遞功能。

向傳感器提供 ± 15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波，經(jīng)過(guò)TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過(guò)能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈，得到的交流電源通過(guò)軸上的整流濾波電路得到 ± 5 V的直流電源，該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源；由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生 ± 4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋電源，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí)，應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過(guò)儀表放大器AD620放大成1.5v ± 1v的強(qiáng)信號(hào)，再通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào)，通過(guò)信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈，再經(jīng)過(guò)傳感器外殼上的信號(hào)處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào)，該信號(hào)為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi)，形成有效的屏蔽，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。

傳感器輸出的頻率信號(hào)在零點(diǎn)時(shí)為 10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為15KHz.反向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為5KHz。即滿量程變量為5000個(gè)數(shù)/每秒。轉(zhuǎn)速測(cè)量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測(cè)量方法，軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個(gè)脈沖，高速或中速采樣時(shí)可以用測(cè)頻的方法，低速采樣時(shí)可以用測(cè)周期的方法。本傳感器精度可達(dá) ± 0.2%～ ± 0.5%（F · S）。由于傳感器輸出為頻率信號(hào)，所以無(wú)需AD轉(zhuǎn)換即可直接送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

發(fā)展趨勢(shì)

隨著自控系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，對(duì)扭矩傳感器的精度、可靠性和響應(yīng)速度提出了更高的要求。扭矩傳感器正呈現(xiàn)以下的發(fā)展趨勢(shì)：

1、測(cè)試系統(tǒng)向微型化!數(shù)字化、智能化、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；

2、從單功能向多功能發(fā)展，包括自補(bǔ)償、自修正、自適應(yīng)、自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定、狀態(tài)組合、信息存儲(chǔ)和記憶；

3、向著小型化、集成化方向發(fā)展。傳感器的檢測(cè)部分可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化，IC部分可以整合盡可能多的半導(dǎo)體部件、電阻到一個(gè)單獨(dú)的IC部件上，減少外部部件的數(shù)量。

4、由靜態(tài)測(cè)試向動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)方向發(fā)展。

應(yīng)用實(shí)例

汽車上的扭矩傳感器通過(guò)檢查扭轉(zhuǎn)桿的扭轉(zhuǎn)變形，并將其轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)傳遞給蓄電池下方的電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。傳感器由分相器單元1和2及扭轉(zhuǎn)桿組成，傳感器1位于轉(zhuǎn)向主軸，傳感器2位于小齒輪軸，其扭轉(zhuǎn)桿轉(zhuǎn)動(dòng)后使2個(gè)分相器單元產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)角度，并轉(zhuǎn)換電壓信號(hào)傳遞給電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)根據(jù)這兩個(gè)單元的相對(duì)位置決定對(duì)EPS轉(zhuǎn)向機(jī)電機(jī)提供相應(yīng)的工作電壓，當(dāng)然這個(gè)上面也使用到了角度傳感器。電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)僅在需要轉(zhuǎn)向時(shí)才啟動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生助力,能減少發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗；能在各種行駛工況下提供******助力，減小由路面不平所引起電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩通過(guò)傳動(dòng)裝置的作用而助力向系的擾動(dòng)，改善汽車的轉(zhuǎn)向特性,提高汽車的主動(dòng)安全性；沒(méi)有液壓回路,調(diào)整和檢測(cè)更容易,裝配自動(dòng)化程度更高,且可通過(guò)設(shè)置不同的程序，快速與不同車型匹配,縮短生產(chǎn)和開發(fā)周期；不存在漏油問(wèn)題,減小對(duì)環(huán)境的污染。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要是通過(guò)扭矩傳感器的配合，通過(guò)扭矩傳感器探測(cè)司機(jī)在轉(zhuǎn)向操作時(shí)方向盤產(chǎn)生的扭矩或轉(zhuǎn)角的大小和方向，并將所需信息轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入控制單元,再由控制單元對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算后得到一個(gè)與行駛工況相適應(yīng)的力矩,最后發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩通過(guò)傳動(dòng)裝置的作用而助力。不難看出扭矩傳感器是相當(dāng)?shù)闹匾Ｆ嚿吓ぞ貍鞲衅鞯膿p壞會(huì)直接導(dǎo)致汽車在行駛過(guò)程中失去轉(zhuǎn)向助力功能，使得轉(zhuǎn)向失靈變得僵硬。這樣扭矩傳感器在汽車安全問(wèn)題上是很重要的，扭矩傳感器的好壞會(huì)直接決定駕車的安全系數(shù)。

扭矩傳感器 - 利與弊

發(fā)展趨勢(shì)

隨著自控系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，對(duì)扭矩傳感器的精度、可靠性和響應(yīng)速度提出了更高的要求。扭矩傳感器正呈現(xiàn)以下的發(fā)展趨勢(shì)：

1、測(cè)試系統(tǒng)向微型化數(shù)字化、智能化、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；

2、從單功能向多功能發(fā)展，包括自補(bǔ)償、自修正、自適應(yīng)、自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定、狀態(tài)組合、信息存儲(chǔ)和記憶；

3、向著小型化、集成化方向發(fā)展。傳感器的檢測(cè)部分可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化，IC部分可以整合盡可能多的半導(dǎo)體部件、電阻到一個(gè)單獨(dú)的IC部件上，減少外部部件的數(shù)量；

4、由靜態(tài)測(cè)試向動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)方向發(fā)展；

不足之處

遙測(cè)扭矩儀成功之處在于克服了電滑環(huán)的兩項(xiàng)缺陷，但也存在著三個(gè)不足之處，

其一：易受使用現(xiàn)場(chǎng)電磁波的干擾；

其二：由于是電池供電，所以只能短期使用；

其三：由于在旋轉(zhuǎn)軸上附加了結(jié)構(gòu)，易引起高轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)平衡問(wèn)題，在小量程及小直徑軸時(shí)更突出；

數(shù)字式扭矩傳感器吸取了上述各種方法的優(yōu)點(diǎn)并克服了其缺陷，在應(yīng)變傳感器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩組旋轉(zhuǎn)變壓器，實(shí)現(xiàn)了能源及信號(hào)的非接觸傳遞。并做到了扭矩信號(hào)的傳遞與是否旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)，與轉(zhuǎn)速大小無(wú)關(guān)，與旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān)。

扭矩傳感器 - 應(yīng)用

一、交（直）流電動(dòng)機(jī) 、伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī) 。

二、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī) 、轉(zhuǎn)向器、車身整體剛性扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)以及其他部件加工過(guò)程的控制和檢測(cè)。

三、電（手）動(dòng)執(zhí)行器、各種閥門自動(dòng)開閉控制。

四、石油 開采和提煉過(guò)程控制和監(jiān)測(cè)、火（水）力發(fā)電設(shè)備 的監(jiān)測(cè)、礦石篩選控制、風(fēng)力發(fā)電設(shè)備 的監(jiān)測(cè)。

五、各種材料扭曲壽命 試驗(yàn)。

六、鐵路機(jī)械設(shè)備過(guò)程控制等等。

1、檢測(cè)發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī) ，內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備輸出扭矩及功率。

2、 檢測(cè)減速機(jī) 風(fēng)機(jī)，泵，攪拌機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī)，螺旋槳，鉆探機(jī)械等設(shè)備的負(fù)載扭矩及輸入功率。

3、檢測(cè)各種機(jī)械加工中心，自動(dòng)機(jī)床的工作過(guò)程中的扭矩

4、各種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)所傳遞的扭矩及效率；

5、檢測(cè)扭矩的同時(shí)可以檢測(cè)轉(zhuǎn)速，軸向力。

6、可用于制造粘度計(jì)，電動(dòng)(氣動(dòng)，液力)扭力扳手。

扭矩傳感器 - 產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)

_{扭矩傳感器}

扭矩傳感器，（又稱力矩傳感器、扭力傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、扭矩儀）分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩大類，其中動(dòng)態(tài)扭矩傳感器又可叫做轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器等。 扭矩傳感器是對(duì)各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上對(duì)扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測(cè)。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確的電信號(hào)。扭矩傳感器可以應(yīng)用在制造粘度計(jì)，電動(dòng)（氣動(dòng)，液力）扭力扳手，它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

精度高，頻響快，可靠性好

簡(jiǎn)介

       扭矩是在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中最頻繁涉及到的參數(shù)，為了檢測(cè)旋轉(zhuǎn)扭矩，使用較多的是扭轉(zhuǎn)角相位差式傳感器。該傳感器是在彈性軸的兩端安裝著兩組齒數(shù)、形狀及安裝角度完全相同的齒輪，在齒輪的外側(cè)各安裝著一只接近(磁或光)傳感器。當(dāng)彈性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，這兩組傳感器就可以測(cè)量出兩組脈沖波，比較這兩組脈沖波的前后沿的相位差就可以計(jì)算出彈性軸所承受的扭矩量。該方法的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩信號(hào)的非接觸傳遞，檢測(cè)信號(hào)為數(shù)字信號(hào)；缺點(diǎn)：體積較大，不易安裝，低轉(zhuǎn)速時(shí)由于脈沖波的前后沿較緩不易比較，因此低速性能不理想。

扭矩測(cè)試比較成熟的檢測(cè)手段為應(yīng)變電測(cè)技術(shù)，它具有精度高、頻響快、可靠性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 將專用的測(cè)扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上，并組成應(yīng)變橋，若向應(yīng)變橋提供工作電源即可測(cè)試該彈性軸受扭的電信號(hào)。這就是基本的扭矩傳感器模式。但是在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)中，最棘手的問(wèn)題是旋轉(zhuǎn)體上的應(yīng)變橋的橋壓輸入及檢測(cè)到的應(yīng)變信號(hào)輸出如何可靠地在旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分之間傳遞，通常的做法是用導(dǎo)電滑環(huán)來(lái)完成。 由于導(dǎo)電滑環(huán)屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發(fā)熱，因而限制了旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速及導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。并且由于接觸不可靠引起信號(hào)波動(dòng)，從而造成測(cè)量誤差大甚至測(cè)量不成功。為了克服導(dǎo)電滑環(huán)的缺陷，另一個(gè)辦法就是采用無(wú)線電遙測(cè)的方法 :將扭矩應(yīng)變信號(hào)在旋轉(zhuǎn)軸上放大并進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，通過(guò)載波調(diào)制用無(wú)線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上發(fā)射至軸外，再用無(wú)線電接收的方法，就可以得到旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號(hào)。 旋轉(zhuǎn)軸上的能源供應(yīng)是固定在旋轉(zhuǎn)軸上的電池。該方法即為遙測(cè)扭矩儀。

兩類傳感器

非接觸式扭矩傳感器

非接觸式扭矩傳感器輸入軸和輸出軸由扭桿連接起來(lái)，輸入軸上有花鍵，輸出軸上有鍵槽。當(dāng)扭桿受方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)，輸入軸上的花鍵和輸出軸上鍵槽之間的相對(duì)位置就被改變了?；ㄦI和鍵槽的相對(duì)位移改變量等于扭轉(zhuǎn)桿的扭轉(zhuǎn)量，使得花鍵上的磁感強(qiáng)度改變，磁感強(qiáng)度的變化，通過(guò)線圈轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。非接觸扭矩傳感器由于采用的是非接觸的工作方式，因而壽命長(zhǎng)、可靠性高，不易受到磨損、有更小的延時(shí)、 受軸的偏轉(zhuǎn)和軸向偏移的影響更小，已經(jīng)廣泛用于轎車領(lǐng)域。[1]

應(yīng)變片扭矩傳感器

應(yīng)變片傳感器扭矩測(cè)量采用應(yīng)變電測(cè)技術(shù)。在彈性軸上粘貼應(yīng)變計(jì)組成測(cè)量電橋，當(dāng)彈性軸受扭矩產(chǎn)生微小變形后引起電橋電阻值變化，應(yīng)變電橋電阻的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的變化從而實(shí)現(xiàn)扭矩測(cè)量。傳感器就完成如下的信息轉(zhuǎn)換；傳感器由彈性軸、測(cè)量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。

高性能無(wú)線扭矩傳感器

高性能無(wú)線扭矩傳感器將傳感器與無(wú)線通信技術(shù)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。扭矩電信號(hào)由單片機(jī)控制的信號(hào)處理電路進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換之后，編碼器將采集到的數(shù)字量編碼傳送給發(fā)射模塊進(jìn)行發(fā)送。接收模塊接收到數(shù)據(jù)后，解碼器將譯出的數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)，由LED顯示得到的扭矩?cái)?shù)據(jù)值。傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)射電路由扭矩傳感器、信號(hào)處理部分、單片機(jī)和無(wú)線發(fā)射電路組成。扭矩傳感器將電阻應(yīng)變片產(chǎn)生的應(yīng)變電信號(hào)傳送到信號(hào)處理電路。信號(hào)處理部分對(duì)傳感器模擬信號(hào)提取放大，并進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。微處理器負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)各部分器件的工作，并對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。無(wú)線發(fā)射電路在微處理器的控制下，由編碼器將采集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的編碼和處理，并用發(fā)射模塊發(fā)射出。實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸。

電子式扭矩儀

電子式扭矩儀是一種針對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)能效評(píng)測(cè)的便攜式高性能軸功率測(cè)量?jī)x器。電子式扭矩儀創(chuàng)造性的摒棄了傳統(tǒng)機(jī)電式扭矩傳感器繁瑣、復(fù)雜、在很多現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下不易實(shí)現(xiàn)的安裝過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)效率的實(shí)時(shí)測(cè)量，監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)在使用過(guò)程中各環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)研究風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)的使用狀態(tài)提供了實(shí)時(shí)、真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)；避免了因機(jī)電式扭矩傳感器安裝不當(dāng)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成的影響。

電子式扭矩儀能完全取代傳統(tǒng)扭矩傳感器的軸功率測(cè)量功能，并且能獲取風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)的實(shí)時(shí)效率，為風(fēng)機(jī)、水泵機(jī)組節(jié)能提供了嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)評(píng)測(cè)手段。

應(yīng)用范圍

扭矩傳感器是一種測(cè)量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械功率的精密測(cè)量?jī)x器。應(yīng)用范圍十分廣泛，主要用于：

1、電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備輸出扭矩及功率的檢測(cè)；

2、風(fēng)機(jī)、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的檢測(cè)；

3、鐵路機(jī)車、汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、船舶、礦山機(jī)械中的扭矩及功率的檢測(cè)；

4、可用于污水處理系統(tǒng)中的扭矩及功率的檢測(cè)；

5、可用于制造粘度計(jì)；

6、可用于過(guò)程工業(yè)和流程工業(yè)中；

7、可以應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，測(cè)試部門以及生產(chǎn)監(jiān)控和質(zhì)量控制；

產(chǎn)品信息

          基本原理

扭矩的測(cè)量：采用應(yīng)變片電測(cè)技術(shù)，在彈性軸上組成應(yīng)變橋。如圖1所示：

產(chǎn)品特點(diǎn)

1.信號(hào)輸出可任意選擇波形─方波或脈沖波。

2.檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)。

3.不需反復(fù)調(diào)零即可；連續(xù)測(cè)量正反扭矩。

4.即可測(cè)量靜止扭矩，也可測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩。

5.體積小、重傳感器可脫離二次儀表獨(dú)立使用，只要按插座針號(hào)提供 +15V，-15V（200mA）的電源，即可輸出阻抗與扭矩成正比的等方波或脈沖波頻率信號(hào)。量輕、易于安裝。

6.測(cè)量范圍： 0—10000Nm標(biāo)準(zhǔn)可選, 非標(biāo)準(zhǔn)2萬(wàn)Nm、3萬(wàn)Nm、5萬(wàn)Nm、8萬(wàn)Nm、10萬(wàn)Nm，特殊量程可定制。

信號(hào)傳輸

              信號(hào)輸出

· 方波信號(hào)、脈沖信號(hào)。

· 扭矩傳感器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出是頻率信號(hào)，即5-15KHz；為了適應(yīng)客戶需求，無(wú)需外置模塊，與原始輸出電路整合設(shè)計(jì)直接輸出4-20mA、0-20mA、1-5V、0-5V模擬信號(hào)，方便客戶采。

2、扭矩信號(hào)處理形式：

· 扭矩傳感器輸出的頻率信號(hào)送到頻率計(jì)或數(shù)字表，直接讀取與扭矩成正比的頻率信號(hào)或電壓、電流信號(hào)。

· 扭矩傳感器的扭矩與頻率信號(hào)送給單片機(jī)二次儀表，直接顯示實(shí)時(shí)扭矩值、轉(zhuǎn)速及輸出功率值及 RS232通訊信號(hào)。

· 直接將扭矩與轉(zhuǎn)速的頻率信號(hào)送給計(jì)算機(jī)或 PLD進(jìn)行處理.

信號(hào)采集

頻率輸出信號(hào)的信號(hào)采集頻率信號(hào)輸出時(shí)，與后續(xù)的信號(hào)采集設(shè)備的建議接口電

注意事項(xiàng)

1.安裝時(shí)，不能帶電操作，切莫直接敲打、碰撞傳感器。

2.聯(lián)軸器的緊固螺栓應(yīng)擰緊 ,聯(lián)軸器的外面應(yīng)加防護(hù)罩，避免人身傷害。

3.信號(hào)線輸 出不得對(duì)地 ,對(duì)電源短路,輸出電流不大于10mA· 屏蔽電纜線的屏蔽層必須與 +15V電源的公共端（電源地）連接。

安裝

           使用環(huán)境

扭矩傳感器應(yīng)安裝在環(huán)境溫度為0℃ ～ 60℃，相對(duì)濕度小于90%，無(wú)易燃、易爆品的環(huán)境里。不宜安裝在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中。

安裝方式

3、連接方式： 扭矩傳感器與動(dòng)力設(shè)備、負(fù)載設(shè)備之間的連接

（1）彈性柱銷聯(lián)軸器連接如圖13所示，此種連接方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，維護(hù)方便。能夠微量補(bǔ)償安裝誤差造成的軸的相對(duì)偏移，同時(shí)能起到輕微減振的作用。適用于中等載荷、起動(dòng)頻繁的高低速運(yùn)轉(zhuǎn)場(chǎng)合，工作溫度為-20-70℃。

（2）剛性聯(lián)軸器連接如圖14所示，這種連接形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)補(bǔ)償性能，不能緩沖減振，對(duì)兩軸的安裝精度較高。用于振動(dòng)很小的工況條件。

4、安裝要求：

（1） 扭矩傳感器可水平安裝，也可垂直安裝。

（2） 如圖11、12所示，動(dòng)力設(shè)備、傳感器、負(fù)載設(shè)備應(yīng)安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，以避免過(guò)大的震動(dòng)，否則可能發(fā)生數(shù)據(jù)不穩(wěn)，降低測(cè)量精度，甚至損壞傳感器。

（3） 采用彈性柱銷聯(lián)軸器或剛性聯(lián)軸器連接。

（4） 動(dòng)力設(shè)備、傳感器、負(fù)載設(shè)備軸線的同心度應(yīng)小于Φ0.05mm