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扭矩传感器有哪些典型设计

2022年06月27日 102

和称重传感器或力传感器不同,扭矩传感器的测量体在使用时不会受到拉向载荷,而是受到杠杆力矩或扭矩的影响,产生扭转。因此,扭矩传感器需要采用特殊的应变计来测量这种类型的载荷,即扭矩。据天沐了解,典型的扭矩传感器设计结构有两种,分别为轴式和法兰。

 扭矩传感器有哪些典型设计

轴式扭矩传感器:

 

轴式扭矩传感器由测量轴组成,测量轴也可能是空心的。应变计安装在轴上,有时安装在中间的锥形部分上,具体取决于不同的型号,轴由壳体密封。轴或转子可以移动或旋转,而外壳或定子固定。这两部分通过低摩擦、零游隙轴承相互连接。传感器一般通过轴两端的毂式联轴器连接到测试结构或试验台上。这些联轴器有各种形状和尺寸。

 

扭矩法兰:

 

测量法兰的结构基本上与测量轴相似,但外观完全不同。它们也由一个中空的轴组成,尽管这个轴非常短。法兰位于轴的两端。这样可使传感器能够通过螺纹连接集成到结构或试验台中。测量法兰包括转子和定子。然而,与测量轴不同,转子并非完全封闭在壳体中。因此,无需轴承总成。

 

非接触式测量数据传输是扭矩传感器与其他传感器之间的明显区别。由于旋转,其无法使用供电和数据传输的电缆,因为转子转动时电缆会缠绕在一起。为了避免这种情况,需要采用非接触式方式连接,将信号或电能从定子传输到转动转子,从而为安装的应变测量电路供电。

 

电子设备安装在测量体内。应变桥路信号在无线传输到定子之前被放大、滤波和数字化。然后,数据可以通过频率或电压信号输出,也可以通过现场总线数字输出,例如EtherCATProfinet,具体取决于应用。

 

测量扭矩时,传感器不总是旋转。非旋转装置的典型应用是标准试验机和搅拌机测量。在后者中,传感器由电机外壳支撑,驱动轴穿过传感器的中心孔。

 

在大多数应用中,传感器是被测物和测功机之间的旋转传动系一部分。例如,被测物可能是内燃机、变速箱或电机。

 

除扭矩外,扭矩传感器还可以记录其它测量变量。这是可选的。最重要的参数是转速,可以通过在转子上的透光开槽圆盘来测量转速。当传感器转动时,光束会有一定的间隔中断。当时间窗口恒定时,只需通过脉冲数即可计算出转速。

 

许多用户感兴趣的另外一个重要特性是功率,功率可以通过扭矩乘以转速来计算。此外,许多扭矩传感器都内置温度传感器,例如,它可以告诉我们传感器或传动系的工作温度。

 

 

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