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扭矩传感器的特性及工作原理分析

更新时间:2023-11-09    浏览量:0

扭矩传感器本身在短时间内就出现了,应用于各个行业,成为传感器系列中不可或缺的品种。

首先,扭矩传感器的特点:

1、 可以测量静态扭矩和旋转扭矩,静态扭矩和动态扭矩。

2、 检测精度高,稳定性好;防止干扰;

3、 体积小、重量轻、安装结构多样、安装使用方便。无需重复0,可连续测量正负扭矩。

4、 导电环等无磨损部件,可长时间高速运行。

5、 传感器输出的高频信号可以直接发送给计算机处理。

6、 测量弹性体强度可以承受高过载。

二、扭矩传感器的测量原理:

专用的扭转应变仪作为一种附着在弹性轴上的应变胶,构成应变桥,为应变桥供电,可以测量弹性轴的扭转电信号。在放大该变形信号之后,它经历压力/频率转换,成为与扭转响应成比例的频率信号。系统的能量输入和信号输出由两组带间隙的专用环形变压器负责,从而提供无接触能量和信号传输功能。

三、扭矩传感器的原理结构:

在一根特殊的弹性轴上粘贴一个特殊的扭矩测量片,形成基本的扭矩传感器——可变电桥。固定在轴上:(1)能量环形变压器的次级线圈,(2)信号环形变压器的初级线圈,(3)轴印刷电路、电路板,包括整流器稳定电源、仪表放大电路、V/F转换电路和信号输出电路。

四、扭矩传感器的工作流程:

为了给传感器提供15V电源,磁路上的晶体振荡器产生400Hz的方波,通过TDA2030功率放大器产生交流磁电源。它通过能量环形变压器T1从静止的初级线圈传输到旋转的次级线圈。产生的交流电源通过轴上的整流滤波电路,获得5V直流电源。该电源被用作运算放大器AD822的操作电源。由参考电源AD589和双运算放大器AD822组成的高精度电源产生4.5V直流电源。该电源用作桥式电源、放大器和V/F转换器的工作电源。

当弹性轴被扭曲时,在变形桥上检测到的mV电平的变形信号由仪器放大器AD620放大为强1.5v 1v信号,然后由V/F转换器LM131转换为频率信号。通过信号环形变压器T2,它可以从旋转初级线圈传递到静态次级线圈,然后由传感器外壳中的信号处理电路进行滤波和整形,以获得与弹性轴承接收的扭矩成比例的频率信号,由于该旋转变压器在运动,该频率信号在静态环之间为零。只有几毫米的间隙,传感器轴部分密封在金属外壳中,形成有效的屏蔽,因此具有较强的抗干扰能力。


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