扭矩傳感器在旋轉動(dòng)力系統的應用

旋轉扭矩是旋轉動(dòng)力系統中扭矩傳感器最常涉及的參數。為了檢測旋轉扭矩，傳統上使用扭轉角相位差傳感器。該方法是在彈性軸的兩端安裝兩組齒數、形狀、安裝角度相同的齒輪，在每個(gè)齒輪的外側安裝一個(gè)接近(磁或光)傳感器。當彈性軸轉動(dòng)時(shí)，兩組傳感器可以測量?jì)山M脈搏波，通過(guò)比較兩組脈搏波前后沿的相位差可以計算出彈性軸承受的扭矩。該方法的優(yōu)點(diǎn)是:實(shí)現了扭矩信號的非接觸傳遞，檢測信號為數字信號；缺點(diǎn):體積大，安裝困難。低速時(shí)，由于脈搏波前后沿較慢，難以比較，低速性能不理想。(扭矩測試成熟的檢測方法是應變電測技術(shù)。它具有精度高、頻響快、可靠性好、使用壽命長(cháng)的優(yōu)點(diǎn)。

用應變膠將測量扭矩的專(zhuān)用應變儀粘貼在被測彈性軸上，形成應變橋。如果向應變橋提供工作電源，可以測試彈性軸的電信號。這是基本的扭矩傳感器模式。然而，在旋轉動(dòng)力傳輸系統中，最困難的問(wèn)題是如何在旋轉部件和靜止部件之間可靠地傳輸旋轉體上應變橋的橋壓輸入和檢測到的應變信號的輸出，這通常是通過(guò)導電滑環(huán)來(lái)完成的。由于導電滑環(huán)是摩擦接觸，不可避免的會(huì )磨損發(fā)熱，限制了轉軸的轉速和導電滑環(huán)的使用壽命。并且由于接觸不可靠導致信號波動(dòng)，測量誤差大，甚至測量不成功。為了克服導電滑環(huán)的缺陷，另一種方法是使用無(wú)線(xiàn)電遙測:將轉軸上的扭矩應變信號放大，用V/F轉換成頻率信號，然后通過(guò)載波調制從轉軸通過(guò)無(wú)線(xiàn)電傳輸到軸外，再通過(guò)無(wú)線(xiàn)電接收。

轉軸上的電源是固定在轉軸上的電池。該方法是遙測扭矩儀。遙測扭矩儀的成功在于克服了電動(dòng)滑環(huán)的兩個(gè)缺點(diǎn)，但也有三個(gè)缺點(diǎn):一是在使用現場(chǎng)容易受到電磁波的干擾；第二，因為是電池供電，只能短時(shí)間使用。第三，由于轉軸上的附加結構，容易造成高速時(shí)的動(dòng)平衡問(wèn)題。特別是小量程、小直徑軸。數字扭矩傳感器吸收了上述方法的優(yōu)點(diǎn)，克服了它們的缺點(diǎn)?；趹儌鞲衅?，設計了兩套旋轉變壓器，實(shí)現能量和信號的非接觸傳輸。扭矩信號的傳遞與轉速、轉速、旋轉方向無(wú)關(guān)。

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