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扭矩传感器,又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪,分为动态和静态两大类,其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。扭矩传感器可以应用在制造粘度计,电动(气动,液力)扭力扳手,它具有精度高,频响快,可靠性好,寿命长等优点。
扭矩(扭力)传感器根据使用场景的不同分为动态扭矩传感器与静态扭矩传感器。
扭矩传感器测量原理:
扭矩的测量:采用应变片电测技术,在弹性轴上组成应变桥。如图1所示:
1:信号输出可任意选择波形─方波或脉冲波。
2:检测精度高、稳定性好、抗干扰性强。
3:不需反复调零即可;连续测量正反扭矩。
4:即可测量静止扭矩,也可测量动态扭矩。
5:体积小、重传感器可脱离二次仪表独立使用,只要按插座针号提供+15V,-15V(mA)的电源,即可输出阻抗与扭矩成正比的等方波或脉冲波频率信号。量轻、易于安装。
6:测量范围:0—Nm标准可选,非标准2万Nm、3万Nm、5万Nm、8万Nm、10万Nm,特殊量程可定制。
动态扭矩传感器:
动态扭矩传感器是一种测量各种扭矩、转速及机械功率的精密测量仪器。应用范围十分广泛,主要用于:
1:风机、水泵、齿轮箱、扭力板手的扭矩及功率的检测;
2:电动机、发动机、内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率的检测;
3:铁路机车、汽车、拖拉机、飞机、船舶、矿山机械中的扭矩及功率的检测;
4:可用于污水处理系统中的扭矩及功率的检测;
5:可用于过程工业和流程工业中。
扭矩的测量:采用应变片电测技术,在弹性轴上组成应变桥,向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后,经过压/频转换,变成与扭应变成正比的频率信号。
1:信号输出可任意选择。
2:检测精度高、稳定性好、抗干扰性强。
3:不需反复调零即可;连续测量正反扭矩。
4:既可测量静态扭矩,也可测量动态扭矩。
静态扭矩传感器:
静态扭矩传感器中的这个静态是指传感器的测量弹性体不参与相对运动。从受力理解,这类测试是测试弹性体相对受的反作用力。常见的是一端固定,另一端受力的轴。
也有某些特殊的设计能够以静态的方式测量动态的扭矩,比如测试电机扭矩的扭矩台,电机固定在一个台架上,电机运行中对台架产生的反作用力被检测并还原为扭矩。
静态扭矩传感器根据电阻应变原理把扭转力矩产生的应变转换成与其成线性关系的电信号,该系列产品制造工艺成熟,品种齐全,量程范围广,精度高,性能稳定可靠。
静态扭矩传感器被广泛应用于试验机、静态扭矩检测等测试系统中,由于出色的稳定性、较高的测量精度和极高的性价比而受到用户的赞誉。
扭矩传感器注意事项:
1:安装时,不能带电操作,切莫直接敲打、碰撞传感器。
2:联轴器的紧固螺栓应拧紧,联轴器的外面应加防护罩,避免人身伤害。
3:信号线输出不得对地,对电源短路,输出电流不大于10mA·屏蔽电缆线的屏蔽层必须与+15V电源的公共端(电源地)连接。
4:日常的计量检定校准工作中,对扭矩传感器进行校准时,通常采用扭矩标准机来进行。由于扭矩传感器的精度比较高,通常为1级及以上的扭矩传感器,但在实际测量工作中,除了扭矩标准机自身的不确定度之外,影响扭矩传感器测量结果的另外一个重要因素则是传感器与扭矩标准机之间的连接质量,特别是对高精度扭矩传感器的校准中在不考虑扭矩标准机自身的不确定度时,连接质量的优劣将直接影响测量结果的准确度。在现有扭矩传感器测量方法中,通常都是将传感器串接入扭矩标准机中进行校准,故而在校准过程中不可避免要出现连接质量可靠与否的问题。在以往为了保证连接安装的稳定性和牢固性,通常会采用刚性连接方式来安装,此种方式在装卸方面为检测人员带来诸多不便,加上加工零部件的加工精细度和配合间隙的存在,在实际测量过程中使得测量轴系之间的同轴度发生较大的变化,将严重影响测量结果的准确性。虽然此种缺陷可以通过激光对中装置减少误差,但是受各种因素的影响以及人为安装水平的差异,扭矩传感器在实际受载过程中,同轴度仍然是计量过程中较大的不确定度影响因素。