扭矩傳感器是對(duì)各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上對(duì)扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確的電信號(hào)。扭矩傳感器可以應(yīng)用在制造粘度計(jì)，電動(dòng)（氣動(dòng)，液力）扭力扳手，它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
扭矩傳感器一般用來測量和控制相關(guān)的扭矩參數(shù)，扭矩傳感器能夠精確測量旋轉(zhuǎn)扭矩和旋轉(zhuǎn)速度。所以還被稱為扭矩傳感器、扭矩傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、扭矩儀。
扭矩傳感器工作原理
扭矩傳感器的工作原理主要是基于應(yīng)變片的電橋原理。在扭矩傳感器中，應(yīng)變片被粘貼在彈性軸上，以測量彈性軸的應(yīng)變。當(dāng)彈性軸受到扭矩時(shí)，應(yīng)變片會(huì)感應(yīng)到應(yīng)變并產(chǎn)生電阻變化。這些電阻變化將被連接到電橋中，電橋會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與扭矩成比例的電壓信號(hào)。該電壓信號(hào)可以進(jìn)一步進(jìn)行處理和記錄，以便對(duì)扭矩進(jìn)行測量和控制。
扭矩傳感器目前可分為接觸式和非接觸式兩種，非接觸式扭矩傳感器又叫滑動(dòng)可變電阻式扭矩傳感器，接觸式扭矩傳感器是在轉(zhuǎn)向軸與轉(zhuǎn)向小齒輪之間安裝了一個(gè)扭桿，當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作時(shí)利用滑環(huán)和電位計(jì)測量扭桿的變形量并轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。
非接觸式扭矩傳感器中有兩對(duì)磁極環(huán)，當(dāng)輸入軸和輸出軸之間發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁極環(huán)之間的空氣間隙發(fā)生變化，從而引起電磁感應(yīng)系數(shù)的變化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，并將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為扭矩信號(hào)。非接觸式扭矩傳感器的優(yōu)點(diǎn)是體積小精度高。
目前扭矩傳感器有多種，比如光纖扭矩傳感器和磁扭矩傳感器；大體工作原理是類似的，只是應(yīng)變方式不一樣。
扭矩傳感器，在汽車上一般用來測量駕駛員作用在方向盤上力矩的大小和方向，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，動(dòng)力轉(zhuǎn)向ECU接收此信號(hào)及車速信號(hào)，決定輔助動(dòng)力的方向和大小，從而在低速行駛時(shí)控制轉(zhuǎn)向力矩變小，在高速行駛時(shí)控制轉(zhuǎn)向力矩適度增大，它是是電控動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要組成元件之一。
另外，有的傳感器還能夠測量方向盤轉(zhuǎn)角的大小和方向。扭矩測量系統(tǒng)比較復(fù)雜且成本高，很多元件都是集成在一起的，如豐田車系就把轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)、扭矩傳感器和轉(zhuǎn)向柱集成到一起構(gòu)成轉(zhuǎn)向柱總成，這樣使轉(zhuǎn)向控制更精確、更可靠。
扭矩傳感器工作原理圖 ；應(yīng)變計(jì)測量彈片的應(yīng)變，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，根據(jù)霍克原理計(jì)算扭矩
扭矩傳感器的構(gòu)成
扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)一般包括敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、信號(hào)處理電路、接口電路和保護(hù)外殼。
敏感元件：通常由一種具有彈性的材料制成，例如金屬薄片或薄壁鋼管。敏感元件具有兩個(gè)相互垂直的應(yīng)變片，它們可以將扭矩轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
轉(zhuǎn)換元件則是將敏感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為更方便處理的信號(hào)形式。
然后就是信號(hào)處理電路可以進(jìn)一步處理轉(zhuǎn)換元件輸出的信號(hào)。
再通過接口電路將扭矩傳感器連接到計(jì)算機(jī)、PLC或其他控制系統(tǒng)中。
扭矩傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域
扭矩傳感器被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、能源、制造業(yè)和醫(yī)療等領(lǐng)域。
扭矩傳感器在汽車上常出現(xiàn)的故障
在一般情況下，當(dāng)扭矩傳感器損壞或性能不佳時(shí)會(huì)導(dǎo)致汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)出現(xiàn)以下故障：
1、轉(zhuǎn)向困難;左右轉(zhuǎn)向力矩不同或轉(zhuǎn)向力矩不均;
2、行駛時(shí)轉(zhuǎn)向力矩不隨車速改變或方向盤不能正確回正;
3、組合儀表上P/S警告燈亮起。
當(dāng)大家遇到扭矩傳感器故障的時(shí)候一定要及時(shí)檢修。一但扭矩傳感器發(fā)生故障，可能會(huì)帶來很大的麻煩，嚴(yán)重的話可能發(fā)生交通事故。
扭矩傳感器故障排除
扭矩傳感器信號(hào)不穩(wěn)定
扭矩傳感器在使用過程信號(hào)不穩(wěn)定的原因很多，常見的主要有下面三個(gè)方面：
第一扭矩傳感器沒有安裝好，軸不平行，這樣就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)輸出不穩(wěn)定，長期處于這樣狀態(tài)下工作傳感器很容易損壞。
第二，供電電壓不穩(wěn)定，我們扭矩傳感器一般是正負(fù)15V的雙電壓供電也有24V或者其它電壓供電的，供電電壓不穩(wěn)定也會(huì)造成輸出信號(hào)不穩(wěn)定。
第三個(gè)原因也是最容易忽視的原因，那就是扭矩傳感器旁邊其它機(jī)器的干擾，比如扭矩傳感器旁邊如果有變頻器就很容易造成輸出信號(hào)不穩(wěn)定。解決方法就是給傳感器的供電電源前加一個(gè)1:1的隔離變壓器。