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閱讀：283發布時間：2024-9-17
近年來，隨著我國各方面技術的發展，促進了各行業日益成熟，形成了自動控制系統的不斷完善和發展，扭矩傳感器的精度、可靠性和響應速度提出了較高的要求。扭矩傳感器有很多種，主要是金屬電阻應變片的扭矩傳感器、電位計扭矩傳感器，隨著技術的進步，非接觸式扭矩傳感器將具有更高的精度，本文介紹了各種扭矩傳感器的組成和原理。
一、金屬電阻應變片的扭矩傳感器
傳感器扭矩測量采用應變電測技術。應變計粘貼在彈性軸上形成測量橋。當彈性軸因扭矩而發生微小變形時，應變橋電阻的變化轉化為電信號的變化，從而實現扭矩測量。
傳感器由彈性軸組成、測量電橋、儀器使用放大器、接口電路組成。彈性軸是敏感元件，在45度和135度的方向上產生大的壓應力和拉應力。此時，主應力等于剪應力。
半導體電阻應變片可用于測量電橋，并將其連接成差動全橋，其輸出電壓與扭轉軸的扭矩成正比。
放大電路采用儀器放大電路，由專用儀器放大電路組成，也由三個單運輸放大電路組成。為了使其高精度，靈敏度系數必須為常數。
在金屬電阻應變片的扭矩傳感器中，需要解決的技術關鍵是：
1.彈性軸的工作區域不應大于彈性區域的1/3，并取初始段。為了將延遲誤差降到后，根據超載能力指數選擇大軸徑。
2.采用LM型硅擴散力敏感全橋應變片，敏感性好，非線性小。
3.采用高精度穩壓電源。
二、電位計扭矩傳感器
主要可分為旋臂式扭矩傳感器、雙級行星齒輪式、扭桿式。扭桿式測量結構簡單、可靠性相對較高，早期應用較多。
扭桿扭矩傳感器主要是扭桿彈簧、轉角-位移變換器、電位計組成。扭桿彈簧的主要功能是檢測駕駛員在方向盤上的扭矩，并將其轉換為相應的轉角值。轉角位移變換器是一對螺旋機構，將扭桿彈簧兩端的相對轉角轉換為滑動套的軸向位移，從剛球轉換、螺旋槽和滑塊組成。與輸入軸相比，滑塊可以在螺旋方向上移動，滑塊可以通過銷安裝在輸出軸上，可以在垂直方向上與輸出軸相比移動。因此，當輸入軸相對于輸出軸旋轉時，滑塊根據輸入軸的旋轉方向和相對于輸出軸的旋轉量垂直移動。旋轉方向盤時，按鈕矩傳遞到扭力桿，輸入軸偏離輸出軸方向。偏差是滑塊移動，這些軸向的移動轉化為電位計的杠桿旋轉角度。滑動觸點在電阻線上的移動改變了電位計的電阻值，電阻的變化通過電位計轉化為電壓。這樣，扭矩信號就轉化為電壓信號。
扭矩傳感器在早期應用廣泛，但由于接觸式，工作時產生的摩擦容易磨損，影響其精度，并將逐漸消除。
三、非接觸式扭矩傳感器
輸入軸和輸出軸由扭桿連接，輸入軸上有花鍵，輸出軸上有鍵槽。當扭桿被方向盤的旋轉扭矩扭轉時，輸入軸上的花鍵和輸出軸上的鍵槽之間的相對位置發生了變化。花鍵和鍵槽的相對位移變化等于扭轉桿的扭轉量，通過線圈將花鍵上的磁感強度和磁感強度轉化為電壓信號。信號的高頻部分由檢測電路濾波，只有扭矩信號部分被放大。非接觸扭矩傳感器使用非接觸工作模式，使用壽命長、可靠性高、不易磨損、延遲較小、軸向偏轉和軸向偏轉的影響較小，已成為廣泛應用的主流產品。
四、其它扭矩傳感器
相位差傳感方法檢測扭矩扭矩傳感器，具有精度高、重復性高的特點。測量原理是在扭矩軸的兩端安裝一個齒輪，在齒面上安裝另一個電磁傳感器，從傳感器上感應兩個與動力軸非接觸的交流信號。取出信號的相位差，插入晶體振蕩器產生的高精度、高穩定的時鐘信號。基于此時鐘信號，巧妙地使用數字信號處理技術可以準確地測量所承受的扭矩。
以上就是其種類和原理的相關內容，相信大家看過文章之后也了解清楚了，現如今，我們平常使用到的扭矩傳感器已經向微型化、數字化、智能化、虛擬化和網絡化方向發展。如果還有什么問題，可以留下你的，會有技術人員聯系您。
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