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磁电式扭矩传感器的丈量原理图解

本站为您提供的磁电式扭矩传感器的测量原理图解,当扭矩作用在扭转轴上时,两个磁电传感器输出的感应电压U1和U2存在相位差.这个相位差与扭转轴的扭转角成正比.这样,传感器就可以把扭矩引起的扭转角转换成相位差的电信号.

在驱动源和负载之间的改变轴的两边装置有齿形圆盘.它们周围装有相应的两个磁电传感器.磁电传感器的结构见图所示.传感器的检测元件部分由yong久磁铁、感应线圈和铁芯组成.yong久磁铁发生的磁力线与齿形圆盘交代.当齿形圆盘旋转时,圆盘齿凸凹引起磁路气隙的改变,所以磁通量也发生改变,在线圈中感应出沟通电压,其频率在数值上等于圆盘上齿数与转数的乘积.

磁电式扭矩传感器的丈量原理图解

当扭矩效果在改变轴上时,两个磁电传感器输出的感应电压U1和U2存在相位差.这个相位差与改变轴的改变角成正比.这样,传感器就可以把扭矩引起的改变角转化成相位差的电信号.

扭矩传感器作业原理图解

传感器丈量原理

将专用的测扭应变片用应变胶粘贴在被测弹性轴上并组成应变桥,向应变桥供给电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号扩大后,通过压/频转化,变成与扭应变成正比的频率信号。本系统的动力输入及信号输出是由两组带空隙的特别环型变压器承当的,因而完成了无触摸的动力及信号传递功用。(虚线内为旋转部分)

磁电式扭矩传感器的丈量原理图解

传感器原理结构

在特制的弹性轴上粘贴上专用的测扭应片并组成变桥,即为根底扭矩传感器;在轴上固定着:(1)动力环形变压器的次级线圈,(2)信号环形变压器初级线圈,(3)轴上印刷电路板电路板上包括整流安稳电源、外表扩大电路、V/F改换电路及信号输出电路,在传感器的外壳上固定。

作业进程

向传感器供给±15V电源,激磁电路中的晶体振荡器发生400Hz的方波,通过TDA2030功率扩大器即发生沟通激磁功率电源,通过动力环形变压器T1从停止的初级线圈传递至旋转的次级线圈,得到的沟通电源通过轴上的整流滤波电路得到±5V的直流电源,该电源做运算扩大器AD822的作业电源;由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源发生±4.5V的精细直流电源,该电源既作为电桥电源,又作为扩大器及V/F转化器的作业电源。当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过外表扩大器AD620扩大成1.5v±1v的强信号,再通过V/F转化器LM131改换成频率信号,通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至停止次级线圈,再通过传感器外壳上的信号处理电路滤波、整形即可得到与弹性轴接受的扭矩成正比的频率信号,该信号为TTL电平,既可供给给专用二次外表或频率计显现也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动-静环之间只需零点几毫米的空隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,构成有用的屏蔽,因而具有很强的抗干扰才能。本传感器输出的频率信号在零点时为10kHz.正向旋转满量程时为15KHz.反向旋转满量程时为5KHz。即满量程变量为5000个数/每秒。转速丈量选用光电齿轮或许磁电齿轮的丈量办法,轴每旋转一周可发生60个脉冲,高速或中速采样时可以用测频的办法,低速采样时可以用测周期的办法。本传感器精度可达±0.2%~±0.5%(F?S)。由于传感器输出为频率信号,所以无需AD转化即可直接送至计算机进行数据处理。

磁电式扭矩传感器的丈量原理图解

扭矩的丈量有相位差式和电阻应变式等。这儿只简略介绍相位差式扭矩丈量中的磁电式扭矩的作业原理和丈量电路。磁电式扭矩传感器的丈量原理图如下图所示。

磁电式扭矩传感器的丈量原理图解

作业原理

在弹性轴的两头,装置有两个相同的齿轮,在齿轮上方别离装置有两个相同的、绕在磁钢上的信号线圈。弹性轴两头别离与动力轴和被测轴固定。弹性轴滚动时,由于磁钢与齿轮的齿和齿间气隙的磁导率的替换改变,在两个信号线圈中别离感应出两个交变电势,此两电动势有一稳定的初始相位差。当弹性轴遭到扭矩效果时,发生改变变形,两齿轮将有相对改变角,导致两电动势的相位差发生改变,测出相位差的改变,即可求得扭矩,并且依据其电动势的频率还可一起测出转速值。由于两电动势的信号较弱,所以要先进行信号扩大,然后送入相位差检测器中检测其相位差。

相位差丈量电路

磁电式扭矩传感器的丈量原理图解

上图是相位差检测器原理图,图中是两个过零比较器,起限流效果,其参数挑选视输入的巨细而定。设超前,当此二信号经两对反并联的二极管限幅后,进入比较器,再经异或门后便得出脉冲宽度等于两个电压相位差的信号。这儿两对反并联的二极管的限幅效果是必要的。由于关于挑选好的参数和二极管,只需确保和二极管能接受和的动摇,D和E两点的电位永久不会超越0.7V,然后确保了不致因电压过高而损坏。

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