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)。扭矩傳感器自出現(xiàn)，在短短時(shí)間內(nèi)已經(jīng)應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中，成為傳感器家族中不可或缺的一個(gè)品種。
一 特點(diǎn)
1.既可以測(cè)量靜止扭矩，也可以測(cè)量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩;
2.既可以測(cè)量靜態(tài)扭矩，也可以測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩;
3.檢測(cè)精度高，穩(wěn)定性好;抗干擾性強(qiáng);
4.體積小，重量輕，多種安裝結(jié)構(gòu)，易于安裝使用;
5.不需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)扭矩;
6.沒有導(dǎo)電環(huán)等磨損件，可以高轉(zhuǎn)速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行;
7.傳感器輸出高電平頻率信號(hào)可直接送計(jì)算機(jī)處理;
8.測(cè)量彈性體強(qiáng)度大可承受 100%的過載。
二 測(cè)量原理
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)了無接觸的能源及信號(hào)傳遞功能。(虛線內(nèi)為旋轉(zhuǎn)部分)
三 傳感器原理結(jié)構(gòu)
在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測(cè)扭應(yīng)片并組成變橋，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器;在軸上固定著：
(1)能源環(huán)形變壓器的次級(jí)線圈
(2)信號(hào)環(huán)形變壓器初級(jí)線圈
(3)軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F 變換電路及信號(hào)輸出電路
四 工作過程
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TDA2030 功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(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軸上的整流濾波電路得到±5V 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± 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)通過儀表放大器AD620 放大成 ±1v 的強(qiáng)信號(hào)，再通過 V/F 轉(zhuǎn)換器 LM131 變換成頻率信號(hào)，通過信號(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。
五 應(yīng)用范圍
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。
