DR-2477-200N.m扭矩傳感器

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 濟南友田機械設備有限公司，主營各種進口工業機械設備及其配件，儀器儀表，實驗室器材，化學試劑。公司專注于進口歐美工業產品，各種工業配件，儀器小到工業用的螺絲，大到幾百公斤重的電機。公司現在美國，德國，意大利分別設有辦事處和庫房，采用就近采購原則，節省了采購成本，從而讓利于客戶，保證了產品的質量和貨期。

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扭矩傳感器，（又稱力矩傳感器、扭力傳感器、轉矩傳感器、扭矩儀）分為動態和靜態兩大類，其中動態扭矩傳感器又可叫做轉矩傳感器、轉矩轉速傳感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉扭矩傳感器等。 扭矩傳感器是對各種旋轉或非旋轉機械部件上對扭轉力矩感知的檢測。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉換成精確的電信號。扭矩傳感器可以應用在制造粘度計，電動（氣動，液力）扭力扳手，它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長等優點。

基本介紹

編輯

扭矩是在旋轉動力系統中頻繁涉及到的參數，為了檢測旋轉扭矩，使用較多的是扭轉角相位差式傳感器。該傳感器是在彈性軸的兩端安裝著兩組齒數、形狀及安裝角度*相同的齒輪，在齒輪的外側各安裝著一只接近(磁或光)傳感器。當彈性軸旋轉時，這兩組傳感器就可以測量出兩組脈沖波，比較這兩組脈沖波的前后沿的相位差就可以計算出彈性軸所承受的扭矩量。該方法的優點：實現了轉矩信號的非接觸傳遞，檢測信號為數字信號；缺點：體積較大，不易安裝，低轉速時由于脈沖波的前后沿較緩不易比較，因此低速性能不理想。

扭矩測試比較成熟的檢測手段為應變電測技術，它具有精度高、頻響快、可靠性好、壽命長等優點。 將的測扭應變片用應變膠粘貼在被測彈性軸上，并組成應變橋，若向應變橋提供工作電源即可測試該彈性軸受扭的電信號。這就是基本的扭矩傳感器模式。但是在旋轉動力傳遞系統中，棘手的問題是旋轉體上的應變橋的橋壓輸入及檢測到的應變信號輸出如何可靠地在旋轉部分與靜止部分之間傳遞，通常的做法是用導電滑環來完成。 由于導電滑環屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發熱，因而限制了旋轉軸的轉速及導電滑環的使用壽命。并且由于接觸不可靠引起信號波動，從而造成測量誤差大甚至測量不成功。為了克服導電滑環的缺陷，另一個辦法就是采用無線電遙測的方法 :將扭矩應變信號在旋轉軸上放大并進行V/F轉換成頻率信號，通過載波調制用無線電發射的方法從旋轉軸上發射至軸外，再用無線電接收的方法，就可以得到旋轉軸受扭的信號。 旋轉軸上的能源供應是固定在旋轉軸上的電池。該方法即為遙測扭矩儀。

兩類傳感器

編輯

非接觸式扭矩傳感器

非接觸式扭矩傳感器輸入軸和輸出軸由扭桿連接起來，輸入軸上有花鍵，輸出軸上有鍵槽。當扭桿受方向盤的轉動力矩作用發生扭轉時，輸入軸上的花鍵和輸出軸上鍵槽之間的相對位置就被改變了。花鍵和鍵槽的相對位移改變量等于扭轉桿的扭轉量，使得花鍵上的磁感強度改變，磁感強度的變化，通過線圈轉化為電壓信號。非接觸扭矩傳感器由于采用的是非接觸的工作方式，因而壽命長、可靠性高，不易受到磨損、有更小的延時、 受軸的偏轉和軸向偏移的影響更小，已經廣泛用于轎車領域。 [1] 

應變片扭矩傳感器

應變片傳感器扭矩測量采用應變電測技術。在彈性軸上粘貼應變計組成測量電橋，當彈性軸受扭矩產生微小變形后引起電橋電阻值變化，應變電橋電阻的變化轉變為電信號的變化從而實現扭矩測量。傳感器就完成如下的信息轉換；傳感器由彈性軸、測量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。

高性能無線型

編輯

高性能無線扭矩傳感器將傳感器與無線通信技術結合在一起，實現了數據的無線傳輸。扭矩電信號由單片機控制的信號處理電路進行放大、A/D轉換之后，編碼器將采集到的數字量編碼傳送給發射模塊進行發送。接收模塊接收到數據后，解碼器將譯出的數據傳送給單片機，由LED顯示得到的扭矩數據值。傳感器數據采集發射電路由扭矩傳感器、信號處理部分、單片機和無線發射電路組成。扭矩傳感器將電阻應變片產生的應變電信號傳送到信號處理電路。信號處理部分對傳感器模擬信號提取放大，并進行模/數轉換。微處理器負責控制系統各部分器件的工作，并對數字信號進行處理。無線發射電路在微處理器的控制下，由編碼器將采集到的信息數據進行相應的編碼和處理，并用發射模塊發射出。實現無線傳輸。

電子式

編輯

電子式扭矩儀是一種針對風機、水泵試驗及現場能效評測的便攜式高性能軸功率測量儀器。電子式扭矩儀創造性的摒棄了傳統機電式扭矩傳感器繁瑣、復雜、在很多現場環境下不易實現的安裝過程，實現了風機、水泵電機效率的實時測量，監測風機、水泵電機在使用過程中各環節的運行狀態，對研究風機、水泵電機的使用狀態提供了實時、真實、可靠的數據；避免了因機電式扭矩傳感器安裝不當對試驗結果造成的影響。

電子式扭矩儀能*取代傳統扭矩傳感器的軸功率測量功能，并且能獲取風機、水泵電機的實時效率，為風機、水泵機組節能提供了嚴謹、科學評測手段。

電子式扭矩儀(3張)

應用范圍

編輯

扭矩傳感器是一種測量各種扭矩、轉速及機械功率的精密測量儀器。應用范圍十分廣泛，主要用于：

1、電動機、發動機、內燃機等旋轉動力設備輸出扭矩及功率的檢測；

2、風機、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的檢測；

3、鐵路機車、汽車、拖拉機、飛機、船舶、礦山機械中的扭矩及功率的檢測；

4、可用于污水處理系統中的扭矩及功率的檢測；

5、可用于制造粘度計；

6、可用于過程工業和流程工業中；

7、可以應用于實驗室，測試部門以及生產監控和質量控制；

產品信息

編輯

基本原理

扭矩的測量：采用應變片電測技術，在彈性軸上組成應變橋。如圖1所示：

產品特點

1.信號輸出可任意選擇波形─方波或脈沖波。

2.檢測精度高、穩定性好、抗干擾性強。

3.不需反復調零即可；連續測量正反扭矩。

4.即可測量靜止扭矩，也可測量動態扭矩。

5.體積小、重傳感器可脫離二次儀表獨立使用，只要按插座針號提供 +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。量輕、易于安裝。

6.測量范圍： 0—10000Nm標準可選, 非標準2萬Nm、3萬Nm、5萬Nm、8萬Nm、10萬Nm，特殊量程可定制。

信號傳輸

編輯

信號輸出

· 方波信號、脈沖信號。

· 扭矩傳感器的標準信號輸出是頻率信號，即5-15KHz；為了適應客戶需求，無需外置模塊，與原始輸出電路整合設計直接輸出4-20mA、0-20mA、1-5V、0-5V模擬信號，方便客戶采。

2、扭矩信號處理形式：

· 扭矩傳感器輸出的頻率信號送到頻率計或數字表，直接讀取與扭矩成正比的頻率信號或電壓、電流信號。

· 扭矩傳感器的扭矩與頻率信號送給單片機二次儀表，直接顯示實時扭矩值、轉速及輸出功率值及 RS232通訊信號。

· 直接將扭矩與轉速的頻率信號送給計算機或 PLD進行處理。 [1] 

信號采集

頻率輸出信號的信號采集頻率信號輸出時，與后續的信號采集設備的建議接口電路如圖所示

頻率信號采集

電流或電壓輸出信號的信號采集如圖所示。

電流電壓信號采集

注意事項

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1.安裝時，不能帶電操作，切莫直接敲打、碰撞傳感器。

2.聯軸器的緊固螺栓應擰緊 ,聯軸器的外面應加防護罩，避免人身傷害。

3.信號線輸 出不得對地 ,對電源短路,輸出電流不大于10mA· 屏蔽電纜線的屏蔽層必須與 +15V電源的公共端（電源地）連接。

安裝使用

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使用環境

扭矩傳感器應安裝在環境溫度為0℃ ～ 60℃，相對濕度小于90%，無易燃、易爆品的環境里。不宜安裝在強電磁干擾的環境中。

安裝方式

(1) 水平安裝:如圖11所示:

(2) 垂直安裝:圖12所示:

3、連接方式： 扭矩傳感器與動力設備、負載設備之間的連接

（1）彈性柱銷聯軸器連接如圖13所示，此種連接方式結構簡單，加工容易，維護方便。能夠微量補償安裝誤差造成的軸的相對偏移，同時能起到輕微減振的作用。適用于中等載荷、起動頻繁的高低速運轉場合，工作溫度為-20-70℃。

（2）剛性聯軸器連接如圖14所示，這種連接形式結構簡單，成本低，無補償性能，不能緩沖減振，對兩軸的安裝精度較高。用于振動很小的工況條件。

4、安裝要求：

（1） 扭矩傳感器可水平安裝，也可垂直安裝。

（2） 如圖11、12所示，動力設備、傳感器、負載設備應安裝在穩固的基礎上，以避免過大的震動，否則可能發生數據不穩，降低測量精度，甚至損壞傳感器。

（3） 采用彈性柱銷聯軸器或剛性聯軸器連接。

（4） 動力設備、傳感器、負載設備軸線的同心度應小于Φ0.05mm。

利與弊

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發展趨勢

隨著自控系統的不斷完善和發展，對扭矩傳感器的精度、可靠性和響應速度提出了更高的要求。扭矩傳感器正呈現以下的發展趨勢：

1、測試系統向微型化數字化、智能化、虛擬化和網絡化方向發展；

2、從單功能向多功能發展，包括自補償、自修正、自適應、自診斷、遠程設定、狀態組合、信息存儲和記憶；

3、向著小型化、集成化方向發展。傳感器的檢測部分可以通過結構的合理設計和優化來實現小型化，IC部分可以整合盡可能多的半導體部件、電阻到一個單獨的IC部件上，減少外部部件的數量；

4、由靜態測試向動態在線檢測方向發展；

不足之處

遙測扭矩儀成功之處在于克服了電滑環的兩項缺陷，但也存在著三個不足之處，

其一：易受使用現場電磁波的干擾；

其二：由于是電池供電，所以只能短期使用；

其三：由于在旋轉軸上附加了結構，易引起高轉速時的動平衡問題，在小量程及小直徑軸時更突出；

數字式扭矩傳感器吸取了上述各種方法的優點并克服了其缺陷，在應變傳感器的基礎上設計了兩組旋轉變壓器，實現了能源及信號的非接觸傳遞。并做到了扭矩信號的傳遞與是否旋轉無關，與轉速大小無關，與旋轉方向無關。