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扭矩傳感器的測量


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

動(dòng)態(tài)扭矩傳感器的測量彈性體一般會(huì )參與相對運動(dòng)(主要是轉動(dòng))。因為有相對運動(dòng),所以整體設計上對引線(xiàn)/信號處理以及機械連接方式要求較高。一般采用軸-軸聯(lián)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(dòng)態(tài)的扭矩測試產(chǎn)品又分為以下幾種:
A.集流環(huán)
這種扭矩傳感器是最原始的產(chǎn)品,依靠4-16甚至更多組純銀或是白金集流環(huán)和碳刷傳遞信號,缺點(diǎn)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(huì )隨著(zhù)使用增加。單集流環(huán)的優(yōu)點(diǎn)也是別的產(chǎn)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(huán)不存在信號的延遲或使響應問(wèn)題,某些高動(dòng)態(tài)試驗只能靠集流環(huán)。
B.耦合式
這種扭矩傳感器的原理是很簡(jiǎn)單的,依靠?jì)蓚€(gè)環(huán)形變壓器線(xiàn)圈組實(shí)現激勵能量的傳入和測試信號的傳出。但實(shí)現起來(lái)不是很簡(jiǎn)單,對制造工藝要求很高,環(huán)形變壓器的間隙以及配合要求非常高。直接造成這類(lèi)的傳感器非常怕振動(dòng),2組線(xiàn)圈之間如果發(fā)生碰撞摩擦會(huì )直接損壞傳感器。但這種方式的優(yōu)勢是沒(méi)有摩擦的存在轉速可以達到很高,響應速度也可接受。缺點(diǎn)目前只能耦合1個(gè)通道,布局多通道傳感器沒(méi)有空間來(lái)安置線(xiàn)圈。
C.射頻
目前衍生出兩類(lèi)產(chǎn)品,一類(lèi)是HBM為代表的環(huán)形黃銅天線(xiàn)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(lèi)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(xiàn)。這兩類(lèi)目前是測功機以及各種大型扭矩測試的主流產(chǎn)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(diǎn)是目前對高頻響數字方式還有很大的局限。動(dòng)態(tài)扭矩傳感器

提一句,國內的某些‘非接觸“扭矩傳感器魚(yú)目混珠,實(shí)際是采用一個(gè)無(wú)線(xiàn)發(fā)射芯片來(lái)發(fā)射信號,這類(lèi)就沒(méi)有什么技術(shù)含量了。也是最簡(jiǎn)單的。北京中瑞能儀表是國內生產(chǎn)扭矩傳感器較早的廠(chǎng)家。
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