扭矩传感器又称扭矩计,分为动态和静态两大类。动态扭矩传感器又可以称为扭矩传感器、扭矩速度传感器、非接触式扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。今天我们将介绍两种类型的扭矩传感器。希望您在阅读本文后,能够对 扭矩传感器有更好的了解。
如果您想知道什么是非接触式扭矩传感器,您需要了解它的工作原理。
非接触式扭矩传感器的输入轴和输出轴通过扭杆连接,输入轴上有花键,输出轴上有键槽。当扭杆因方向盘的旋转力矩而扭转时,输入轴上的花键与输出轴上的键槽之间的相对位置发生改变。花键和键槽的相对位移变化量等于扭杆的扭转量,从而改变花键上的磁感应强度。磁感应强度的变化通过线圈转换成电压信号。
由于采用非接触式工作方式,非接触式扭矩传感器寿命长、可靠性高。不易受磨损影响,延迟较小。非接触式扭矩受轴挠度和轴向偏移的影响较小。已广泛应用于汽车领域。
在非接触式扭矩传感器中,最常用的是应变式、磁电式、光纤式和光电式传感器。现在,我们来简单介绍一下他们。
应变式非接触式传感器采用无线传输技术。随着科学技术的进步和无线传输技术的发展,接触式应变片传感器输出信号所用的导电滑环和刷臂已被无线传输模块取代。从而克服了导电滑环与刷臂之间的磨损,提高了测量精度。
磁电式扭矩传感器利用磁电转换原理,分析两路输出电动势信号的相位差,从而达到测量扭矩的目的。主要可分为闭式磁路传感器和开式磁路传感器。
光纤扭矩传感器主要利用光反射和相位差的原理,读取轴上相应两个位置反射的光信号并计算相位差,从而可以计算出相应的扭矩值。但光纤传感器易受环境影响,安装调试相对困难。
光电扭矩传感器以光电传感元件为核心部件。当驱动轴上加载扭矩时,光源发出的光的强度会发生相应变化,从而使光电元件的输出电流发生变化。通过测量这种变化,可以计算出扭矩值。
现在,我们向您介绍一种旋转扭矩传感器,您需要了解它的特点。
扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上的扭转扭矩进行检测。扭矩传感器将扭矩的物理变化转换为精确的电信号。旋转扭矩传感器可用于制造粘度计、电动(气动、液压)扭矩扳手。具有精度高、频率响应快、可靠性好、寿命长等优点。
旋转扭矩测量:采用应变片电测量技术,在弹性轴上形成应变电桥,通过给应变电桥供电即可测量弹性轴被扭转的电信号。应变信号放大后,经压力/频率转换后,转换为与扭转应变成正比的频率信号。
• 信号输出的波形可以任意选择——方波或脉冲波。
• 检测精度高、稳定性好、抗干扰性强。
• 无需重复调零;连续测量正、负扭矩。
• 它可以测量静态扭矩和旋转扭矩。
• 体积小、重量重的传感器可脱离二次仪表独立使用,只要根据插座的针数提供+15V、-15V(200mA)电源即可。它可以输出阻抗与扭矩成正比的等量方波或脉冲波频率信号。重量轻且易于安装。
• 测量范围:0-10000Nm标准可选,非标20,000 Nm、30,000 Nm、50,000 Nm、80,000 Nm、100,000 Nm、150,000 Nm、200,000 Nm、500,000 Nm、100万Nm、200万Nm均可定制,特殊范围定制。
接下来我们将介绍扭矩传感器的优缺点,您就会知道购买扭矩传感器是明智的选择。随着自动控制系统的不断完善和发展,对扭矩传感器的精度、可靠性和响应速度提出了更高的要求。扭矩传感器呈现出以下发展趋势:
• 测试系统向小型化、数字化、智能化、虚拟化、网络化方向发展。
• 由单一功能向多功能发展,包括自补偿、自校正、自适应、自诊断、远程设定、状态组合、信息存储和记忆等。
• 向小型化、集成化方向发展。通过结构的合理设计和优化,可以实现传感器检测部分的小型化。 IC部分可以将尽可能多的半导体元件和电阻器集成到单个IC元件中,从而减少外部元件的数量。
• 从静态测试到动态在线测试。
遥测扭矩仪的成功在于克服了电滑环的两个缺陷,但也存在三个缺点:
• 易受现场电磁波干扰。
• 由于它是电池供电的,因此只能使用很短的时间。
• 由于转轴上附加的结构,在高速运转时容易引起动平衡问题,当轴的范围和直径较小时,这一问题更为突出。
除此之外,还有数字扭矩传感器。而 数字扭矩传感器吸收了上述方法的优点并克服了其缺陷。在应变传感器的基础上设计了两套旋转变压器,实现能量和信号的非接触传输。并且扭矩信号的传输与旋转与否无关。它与速度的大小和旋转方向无关。
• SG-LINK-200-OEM 2通道嵌入式无线应变/模拟传感器
• TORQUE-LINK-200 无线扭矩/应变传感器
• Adin Robotics AFT200-D80 智能六轴力矩传感器
• Bota Systems LaxONE 轻型6轴力扭矩传感器
• Bota Systems SensONE 协作机器人6轴力扭矩传感器