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扭矩傳感器的測量


動態扭矩傳感器的測量彈性體一般會參與相對運動(主要是轉動)。因為有相對運動,所以整體設計上對引線/信號處理以及機械連接方式要求較高。一般采用軸-軸聯軸器或法蘭-法蘭彈性連接器。
矩測試主要分幾大類型從應用來說分為:
1.靜態扭矩
REACTION我們歸納為“靜態”,這個靜態是指傳感器的測量彈性體不參與相對運動。從受力理解,這類測試是測試彈性體相對受的反作用力。常見的是一端固定,另一端受力的軸。
靜態扭矩傳感器
也有某些特殊的扭矩傳感器設計能夠以靜態的方式測量動態的扭矩,比如測試電機扭矩的扭矩臺,電機固定在一個臺架上,電機運行中對臺架產生的反作用力被檢測并還原為扭矩。
2.動態扭矩

動態扭矩傳感器的測量彈性體一般會參與相對運動(主要是轉動)。因為有相對運動,所以整體設計上對引線/信號處理以及機械連接方式要求較高。一般采用軸-軸聯軸器或法蘭-法蘭彈性連接器。
針對信號/能源的傳遞方式不同動態的扭矩測試產品又分為以下幾種:
A.集流環
這種扭矩傳感器是最原始的產品,依靠4-16甚至更多組純銀或是白金集流環和碳刷傳遞信號,缺點是因為屬于摩擦不能承受很高的轉速,即是采用空氣降溫或液體降溫(目前氟里昂在西方國家已被禁用)。摩擦造成信號噪音會隨著使用增加。單集流環的優點也是別的產品很難替代的,首先是它的高響應速度/數據傳輸速度,因為是模擬方式集流環不存在信號的延遲或使響應問題,某些高動態試驗只能靠集流環。
B.耦合式
這種扭矩傳感器的原理是很簡單的,依靠兩個環形變壓器線圈組實現激勵能量的傳入和測試信號的傳出。但實現起來不是很簡單,對制造工藝要求很高,環形變壓器的間隙以及配合要求非常高。直接造成這類的傳感器非常怕振動,2組線圈之間如果發生碰撞摩擦會直接損壞傳感器。但這種方式的優勢是沒有摩擦的存在轉速可以達到很高,響應速度也可接受。缺點目前只能耦合1個通道,布局多通道傳感器沒有空間來安置線圈。
C.射頻
目前衍生出兩類產品,一類是HBM為代表的環形黃銅天線射頻,依靠射頻信號傳遞信號和能源到旋轉的彈性體,另一類是美國LEBOW的數字式方式,將測試信號數字化后再用射頻輸出,采用弧形天線。這兩類目前是測功機以及各種大型扭矩測試的主流產品。數字方式更靈活,可以壓縮數據以便提高數據傳輸速率,可以多通道并行。缺點是目前對高頻響數字方式還有很大的局限。動態扭矩傳感器

提一句,國內的某些‘非接觸“扭矩傳感器魚目混珠,實際是采用一個無線發射芯片來發射信號,這類就沒有什么技術含量了。也是最簡單的。北京中瑞能儀表是國內生產扭矩傳感器較早的廠家。
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