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非接触式扭矩传感器是怎么工作的

摘要:北京铭翰亚诚科技有限公司的非接触式扭矩传感器和动态滑环接触式扭矩传感器工作原理

1.滑环扭矩传感器

滑环用于接触式扭矩传感器,以向安装在旋转轴上的应变仪施加功率并从中获取信号。滑环易磨损。在许多工业应用中,保持无油滑环并不总是容易的。滑环刷以及这些扭矩传感器内部的支撑轴承最终会磨损。图1显示了三种常见的硬连线测量方案。

其他广泛接受的用于测量扭矩的方法依赖于在机器系列中或在旋转轴上安装换能器。除了少数例外,这些方法使用应变计。每种方法都有优点和局限性,其中许多是依赖于应用的。最佳解决方案需要深入了解应用程序。

非接触式扭矩传感器和滑环扭矩传感器

获得扭矩测量的两种常用方法是通过应变测量轴和使用直列式扭矩单元。两者都有两个技术障碍:在静止/旋转间隙上获取电压并获得信号。弥合间隙的方法是接触或非接触。

当应变计粘合到轴上时,轴成为换能器。一般准则是施加的扭矩必须引起至少150至175微应变。第二个要求是对轴进行校准,这个过程通常涉及静态加载轴并将结果制成表格。这在小型系统中相对容易实现,但随着负载和轴尺寸的增加,它变成了繁重的任务。选择应变仪的位置,小心地安装它们并保护它们对于没有这种技术经验的用户来说会成为问题。对于大多数应用和位置,通常可通过扭矩传感器供应商获得外部承包商。

2.非接触式扭矩传感器

信号的无线电遥测与应变仪激励的无线感应功率相结合,为桥接固定旋转间隙提供了简单的解决方案。固定天线在旋转轴上的环形天线中感应功率。来自旋转轴天线的功率被调节并激励应变仪。安装在轴上的无线电发射器将测量信号发送回固定天线。遥测天线需要稍微灵活以便于机械安装,并且接收器应该调整天线的峰值耦合以获得最大感应功率和接收信号强度。

无线电天线间隙通常小于3/4英寸。无线电遥测系统可靠且易于安装,但成本更高。它们的主要优点是缺乏联系和维护需求。没有支撑轴承或机械接触部件磨损。

当换能器与旋转轴成直线安装时,直列式旋转扭矩变压器最适合测量扭矩。它们由具有校准输出的应变计扭矩单元组成,并通过旋转变压器感应地耦合到组件上的固定绕组。

旋转变压器连接应变仪,用于功率和信号返回。除了初级或次级线圈旋转之外,旋转变压器的工作原理与任何传统变压器相同。旋转变压器简单易用,通常应用于较小的机组。旋转变压器具有一定的噪声敏感性,需要轴承支撑,这也意味着维护。安装在线换能器的动作改变了系统动力学并且可以意味着扭矩值本身可以改变。图2显示了典型的无线测量方案。


         
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