扭矩传感器原理与使用常识
一、扭矩传感器的使用规模
扭矩传感器是一种丈量各种扭矩、转速及机械功率的精细丈量仪器。使用规模非常广泛，首要用于：
1、电动机、发动机、内燃机等旋滚动力设备输出扭矩及功率的检测；
2、风机、水泵、齿轮箱、扭力板手的扭矩及功率的检测；
3、铁路机车、轿车、拖拉机、飞机、船只、矿山机械中的扭矩及功率的检测；
4、可用于污水处理体系中的扭矩及功率的检测；
5、可用于制作粘度计；
6、可用于进程工业和流程工业中。
二、扭矩传感器的品种
扭矩传感器的品种有许多，首要有电位计式扭矩传感器、金属电阻应变片的扭矩传感器、非触摸式扭矩传感器等，随技能的前进将会有精度更高、本钱更低的传感器出现。
1、电位计式扭矩传感器
电位计式扭矩传感器首要能够分为旋臂式、双级行星齿轮式、扭杆式。其间扭杆式丈量结构简略、牢靠功用相对比较高，在前期使用比较多。
扭杆式扭矩传感器首要由扭杆绷簧、转角-位移变换器、电位计组成。扭杆绷簧首要效果是检测司机效果在方向盘上的扭矩，并将其转化成相应的转角值。转角-位移变换器是一对螺旋组织，将扭杆绷簧两头的相对转角转化为滑动套的轴向位移，由刚球、螺旋槽和滑块组成。滑块相对于输入轴能够在螺旋方向上移动，一同滑块经过一个销安装到输出轴上，能够相对于输出轴在笔直方向上移动。因此，当输入轴相对于输出轴滚动时，滑块依照输入轴的旋转方向和相对于输出轴的旋转量，笔直移动。当滚动方向盘的时分，钮矩被传递到扭力杆，输入轴相对于输出轴方向出现差错。该差错是滑块出现移动，这些轴方向的移动转化为电位计的杠杆旋转视点，滑动触点在电阻线上的移动使电位计的电阻值随之改动，电阻的改动经过电位计转化为电压。这样扭矩信号就转化为了电压信号。
扭杆式扭矩传感器在前期使用比较多，但因为是触摸式的，作业时发作的冲突使其易磨损，影响其精度，将会被逐渐筛选。
2、金属电阻应变片的扭矩传感器
传感器扭矩丈量选用应变电测技能。在弹性轴上张贴应变计组成丈量电桥，当弹性轴受扭矩发作细小变形后引起电桥电阻值改动，应变电桥电阻的改动转变为电信号的改动然后完成扭矩丈量。
传感器由弹性轴、丈量电桥、仪器用扩大器、接口电路组成。弹性轴是灵敏元件，在45度和135度的方向上发作最大压应力和拉应力，这个时分接受的主应力和剪应力持平。
丈量电桥能够选用半导体电阻应变片，并将它们接成差动全桥，其输出电压正比于改动轴所受的扭矩。
扩大电路选用仪器用扩大电路，它由专用仪器用扩大电路构成，也有三只单运放电路组合而成，为了使一同具有高精度，有必要使灵敏度系数为常数。
在金属电阻应变片的扭矩传感器中，需求处理的技能关键是：
（1）弹性轴的作业区域不应该大于弹性区域的1/3，且取初始段。为了将迟滞差错减低到最底，依照超载才能指数选取最大的轴径。
（2）选用LM型硅分散力敏全桥应变片，较好的灵敏性，很小的非线形度。
（3）选用高精度的稳压电源。
3、非触摸式扭矩传感器
输入轴和输出轴由扭杆连接起来，输入轴上有花键，输出轴上有键槽。当扭杆受方向盘的滚动力矩效果发作改动时，输入轴上的花键和输出轴上键槽之间的相对方位就被改动了。花键和键槽的相对位移改动量等于改动杆的改动量，使得花键上的磁感强度改动，磁感强度的改动，经过线圈转化为电压信号。信号的高频部分由检测电路滤波，仅有扭矩信号部分被扩大。非触摸扭矩传感器因为选用的对错触摸的作业方法，因此寿命长、牢靠性高，不易遭到磨损、有更小的延时、受轴的偏转和轴向偏移的影响更小，现已成为广泛使用的主流产品。
4、其它扭矩传感器
相位差传感方法来检测扭矩的扭矩传感器，这种传感器具有高精度，高重复性的特色。其丈量原理为：在受扭轴的两头各安上一个齿轮，对着齿面再各装一个电磁传感器，从传感器上就能感应出两个与动力轴非触摸的沟通信号。取出其信号的相位差，在这两个相位差之间，刺进由晶体震动器发作的高精度，高安稳的时钟信号。以这个时钟信号为基准，奇妙运用数字信号处理技能就能精确地测出所接受的扭矩。
三、扭矩传感器的开展趋势
跟着自控体系的不断完善和开展，对扭矩传感器的精度、牢靠性和响应速度提出了跟高的要求。扭矩传感器正出现以下的开展趋势：
1、测验体系向微型化!数字化、智能化、虚拟化和网络化方向开展；
2、从单功用向多功用开展，包含自补偿、自批改、自适应、自确诊、长途设定、状况组合、信息存储和回忆；
3、向着小型化、集成化方向开展。传感器的检测部分能够经过结构的合理规划和优化来完成小型化，IC部分能够整合尽可能多的半导体部件、电阻到一个独自的IC部件上，削减外部部件的数量。
4、由静态测验向动态在线检测方向开展。
