扭矩傳感器發(fā)展歷程介紹

在旋轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)中，經(jīng)常需要測量的一個參數(shù)是旋轉(zhuǎn)扭矩,為了測量旋轉(zhuǎn)扭矩的大小就需要借助于扭矩傳感器。檢測旋轉(zhuǎn)扭矩的大小一般采用檢測扭轉(zhuǎn)角相位差的方式，具體方法是在彈性軸的兩端安裝著兩組齒數(shù)、形狀及安裝角度完全相同的齒輪，在齒輪的外側(cè)各安裝著一只接近傳感器。當(dāng)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動的時候，這兩組傳感器就可以測量出兩組脈沖波，比較這兩組脈沖波相位差，從而計算出彈性軸所承受的扭矩量。這種方法比較經(jīng)典，它可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩信號的非接觸傳遞，檢測信號為數(shù)字信號，受外界干擾比較??；但體積較大，不易安裝和維護，低速轉(zhuǎn)動時，測量不是很精確。

現(xiàn)在的扭矩傳感器制作都是將專用的測扭應(yīng)變片粘貼在被測彈性軸上，組成應(yīng)變橋，向應(yīng)變橋供電，就可以測量扭矩的大小。但是在旋轉(zhuǎn)動力傳遞系統(tǒng)中，需要解決的一個問題是如何將旋轉(zhuǎn)體上的應(yīng)變橋的橋壓輸入及檢測到的應(yīng)變信號輸出可靠地在旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分之間傳遞，這就需要用到導(dǎo)電滑環(huán)了。導(dǎo)電滑環(huán)屬于磨擦接觸，這就造成了自身的磨損，限制了其使用壽命。如果因為其接觸不可靠，也會引起測量的誤差，造出測量值與實際值相距甚遠(yuǎn)。為了彌補這方面的缺陷，可以采用無線電遙測的方法。它是將扭矩應(yīng)變信號在旋轉(zhuǎn)軸上放大并進行V/F轉(zhuǎn)換成頻率信號，通過載波調(diào)制用無線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上發(fā)射至軸外，再用無線電接收的方法，就可以得到旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號。

扭矩都是通過旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的，如果在上面安裝外界電源的話，布線就有很大困難，所以扭矩傳感器一般采用電池供電的方式。該方法即為遙測扭矩儀。它克服了導(dǎo)電滑環(huán)的很多缺點，但它也有不足之處，比方說電池容量有限，只能短期可以使用，此外，它還受到周圍電磁環(huán)境的干擾，這在測量小量程和小直徑的場合比較突出。最好的方法就是采用數(shù)字扭矩傳感器，它是在應(yīng)變傳感器的基礎(chǔ)上增加兩組旋轉(zhuǎn)變壓器，實現(xiàn)了能源和信號的非接觸傳遞。它不受轉(zhuǎn)速大小，旋轉(zhuǎn)方向影響，吸取了上面各種方法的優(yōu)點并克服了其缺陷，是現(xiàn)在測量扭矩的通用做法。

以上介紹了扭矩傳感器的發(fā)展歷程和各種類型產(chǎn)品之間的比較，設(shè)計師們經(jīng)過不斷試驗和總結(jié)，克服了傳統(tǒng)扭矩測量方法的缺點，繼承了優(yōu)點，使得扭矩的測量更加地精確，受環(huán)境的影響越來越小。