轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的特點(diǎn)及工作原理解析

轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝于功率傳動(dòng)軸之間，是一種測量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械功率的精密測量儀器。

轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理：

轉(zhuǎn)矩傳感器主要由扭力軸、磁檢測器，轉(zhuǎn)筒及殼體等四部分組成。磁檢測器包括配對的兩組內(nèi)、外 齒輪，永久磁鋼和感應(yīng)線圈。外齒輪安裝載扭力軸測量段的兩端；內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)筒內(nèi)，和外齒輪相對，永久磁鋼緊接內(nèi)齒輪安裝在轉(zhuǎn)筒內(nèi)。永久磁鋼，內(nèi)外齒輪構(gòu)成環(huán)狀閉合磁路，感應(yīng)線圈固定在殼體的兩端蓋內(nèi)。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下，內(nèi)齒輪隨同轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)。

內(nèi)外齒輪是變位齒輪，并不齒合，齒頂六由工作氣隙，內(nèi)外齒輪的齒頂相對時(shí)氣隙最窄，齒頂和齒 槽相對時(shí)，氣隙最寬。內(nèi)外齒輪在相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒頂與齒槽交替對，相對轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒位時(shí)，工作 氣隙發(fā)生一個(gè)周期的變化，磁路的磁阻和磁通隨之相應(yīng)作周期變化，因此線圈中感應(yīng)出近似正弦波的電壓 訊號(hào)，訊號(hào)電壓瞬時(shí)值的變化和內(nèi)外齒輪的相對位置的變化是一致的。

如果兩組檢測器的齒輪的投影互相重合時(shí)、兩組電壓訊號(hào)的相位差為零。安裝時(shí)，兩只內(nèi)齒輪的投 影是重合的。而扭力軸上的兩只外齒輪是按錯(cuò)動(dòng)半個(gè)齒安裝的。因此，兩個(gè)電壓訊號(hào)具有半個(gè)周期的 相位差，即初始相位差為α0=180°。若齒輪為120齒，分度角為3°，相位差為180°時(shí)，相應(yīng)外齒輪 錯(cuò)動(dòng)1.5°。

當(dāng)扭力軸受到扭矩作用時(shí)，產(chǎn)生扭角β，兩只外齒輪的錯(cuò)位角變?yōu)?.5°±β兩個(gè)電壓訊號(hào)的相差 角相應(yīng)變?yōu)椋害?120 ×（1.5°±β）=180°±120β。 扭角和扭矩是成正比例的，因此扭角的變化和扭矩成正比，即相位差角的變化△α=α-α0=±120β= 120K1M=KM 式中K1為相位差角和扭矩的比例系數(shù)，K=±120K1，“±”另表示轉(zhuǎn)動(dòng)方向。設(shè)扭力軸測量段的直徑為d，長度為L，扭力軸材料的剪切彈性模為G，則K1=32L/πdG。

將傳感器的兩個(gè)電壓訊號(hào)輸入TR-1轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測量儀，經(jīng)過儀表將電壓訊號(hào)進(jìn)行放大、整形、檢相、變換成計(jì)數(shù)脈沖，然后計(jì)數(shù)和顯示，便可直接讀出扭矩和轉(zhuǎn)速的測量結(jié)果。 由于采用磁電轉(zhuǎn)換、相位差原理和數(shù)字顯示的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量方法，因此能進(jìn)行穩(wěn)定、可靠、快速、 靈敏的高精度測量。

轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的特點(diǎn)：

1.信號(hào)輸出可任意選擇波形─方波或脈沖波。

2.檢測精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)。

3.不需反復(fù)調(diào)零即可；連續(xù)測量正反扭矩。

4.即可測量靜止扭矩，也可測量動(dòng)態(tài)扭矩。

5.體積小、重傳感器可脫離二次儀表獨(dú)立使用，只要按插座針號(hào)提供 +15V，-15V（200mA）的電源，即可輸出阻抗與扭矩成正比的等方波或脈沖波頻率信號(hào)。量輕、易于安裝。

6.測量范圍： 0—10000Nm標(biāo)準(zhǔn)可選， 非標(biāo)準(zhǔn)2萬Nm、3萬Nm、5萬Nm、8萬Nm、10萬Nm、15萬Nm、20萬Nm、50萬Nm、100萬Nm、200萬Nm可定制，特殊量程定制。

轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用：

1、電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備輸出扭矩及功率的檢測；

2、風(fēng)機(jī)、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的檢測；

3、鐵路機(jī)車、汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、船舶、礦山機(jī)械中的扭矩及功率的檢測；

4、可用于污水處理系統(tǒng)中的扭矩及功率的檢測；

5、可用于制造粘度計(jì)；

6、可用于過程工業(yè)和流程工業(yè)中。
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