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扭矩傳感器有哪些典型設(shè)計

2022年06月27日 2292

和稱重傳感器或力傳感器不同,扭矩傳感器的測量體在使用時不會受到拉向載荷,而是受到杠桿力矩或扭矩的影響,產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。因此,扭矩傳感器需要采用特殊的應(yīng)變計來測量這種類型的載荷,即扭矩。據(jù)天沐了解,典型的扭矩傳感器設(shè)計結(jié)構(gòu)有兩種,分別為軸式和法蘭。

 扭矩傳感器有哪些典型設(shè)計

軸式扭矩傳感器:

 

軸式扭矩傳感器由測量軸組成,測量軸也可能是空心的。應(yīng)變計安裝在軸上,有時安裝在中間的錐形部分上,具體取決于不同的型號,軸由殼體密封。軸或轉(zhuǎn)子可以移動或旋轉(zhuǎn),而外殼或定子固定。這兩部分通過低摩擦、零游隙軸承相互連接。傳感器一般通過軸兩端的轂式聯(lián)軸器連接到測試結(jié)構(gòu)或試驗臺上。這些聯(lián)軸器有各種形狀和尺寸。

 

扭矩法蘭:

 

測量法蘭的結(jié)構(gòu)基本上與測量軸相似,但外觀完全不同。它們也由一個中空的軸組成,盡管這個軸非常短。法蘭位于軸的兩端。這樣可使傳感器能夠通過螺紋連接集成到結(jié)構(gòu)或試驗臺中。測量法蘭包括轉(zhuǎn)子和定子。然而,與測量軸不同,轉(zhuǎn)子并非完全封閉在殼體中。因此,無需軸承總成。

 

非接觸式測量數(shù)據(jù)傳輸是扭矩傳感器與其他傳感器之間的明顯區(qū)別。由于旋轉(zhuǎn),其無法使用供電和數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娎|,因為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時電纜會纏繞在一起。為了避免這種情況,需要采用非接觸式方式連接,將信號或電能從定子傳輸?shù)睫D(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子,從而為安裝的應(yīng)變測量電路供電。

 

電子設(shè)備安裝在測量體內(nèi)。應(yīng)變橋路信號在無線傳輸?shù)蕉ㄗ又氨环糯?、濾波和數(shù)字化。然后,數(shù)據(jù)可以通過頻率或電壓信號輸出,也可以通過現(xiàn)場總線數(shù)字輸出,例如EtherCATProfinet,具體取決于應(yīng)用。

 

測量扭矩時,傳感器不總是旋轉(zhuǎn)。非旋轉(zhuǎn)裝置的典型應(yīng)用是標準試驗機和攪拌機測量。在后者中,傳感器由電機外殼支撐,驅(qū)動軸穿過傳感器的中心孔。

 

在大多數(shù)應(yīng)用中,傳感器是被測物和測功機之間的旋轉(zhuǎn)傳動系一部分。例如,被測物可能是內(nèi)燃機、變速箱或電機。

 

除扭矩外,扭矩傳感器還可以記錄其它測量變量。這是可選的。最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)速,可以通過在轉(zhuǎn)子上的透光開槽圓盤來測量轉(zhuǎn)速。當傳感器轉(zhuǎn)動時,光束會有一定的間隔中斷。當時間窗口恒定時,只需通過脈沖數(shù)即可計算出轉(zhuǎn)速。

 

許多用戶感興趣的另外一個重要特性是功率,功率可以通過扭矩乘以轉(zhuǎn)速來計算。此外,許多扭矩傳感器都內(nèi)置溫度傳感器,例如,它可以告訴我們傳感器或傳動系的工作溫度。

 

 

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