如何測(cè)量扭矩傳感器?首先,我們需要理解底層物理和材料科學(xué)背后的轉(zhuǎn)矩傳感器的工作原理,它是應(yīng)變儀(又名應(yīng)變計(jì))。金屬箔應(yīng)變儀是一種力傳感器,其電阻會(huì)隨著施加的力而變化。換句話說(shuō),它將源自力,壓力(又稱壓力測(cè)量的工業(yè)壓力傳感器),張力,壓縮,扭矩,重量(又稱重量傳感器)等的應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化,然后可以將其標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)量扭矩。
在結(jié)構(gòu)上,反作用扭力傳感器由金屬體(也稱為撓曲)制成,并與箔片應(yīng)變儀結(jié)合在一起。傳感器主體通常由鋁或不銹鋼制成,這賦予了傳感器兩個(gè)重要的特性:(1)堅(jiān)固以承受高扭矩;(2)具有消除扭矩時(shí)最小程度變形并返回其原始形狀的彈性。
施加扭矩(順時(shí)針或逆時(shí)針)時(shí),金屬體將充當(dāng)彈簧并輕微變形,除非過(guò)載,否則它將恢復(fù)其原始形狀。當(dāng)撓曲變形時(shí),應(yīng)變計(jì)也會(huì)改變其形狀,進(jìn)而改變其電阻,從而通過(guò)惠斯通電橋電路產(chǎn)生差分電壓變化。因此,電壓變化與施加到傳感器的扭矩成正比,可以通過(guò)扭矩傳感器電路的電壓輸出來(lái)計(jì)算。
在旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器中,應(yīng)變儀與旋轉(zhuǎn)軸結(jié)合,當(dāng)施加扭矩時(shí)旋轉(zhuǎn)軸會(huì)輕微變形。軸的偏轉(zhuǎn)會(huì)在應(yīng)變儀中產(chǎn)生應(yīng)力,從而改變其阻力?;菟雇姌蚍糯笃麟娐分薪M合了一個(gè)應(yīng)變儀(通常為4個(gè)),該電路將電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出,可以對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)和測(cè)量。
旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器旨在測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸的扭矩。因此,有必要將功率傳遞到應(yīng)變儀電橋,以及從旋轉(zhuǎn)扭矩計(jì)或軸接收信號(hào)的裝置。這可以通過(guò)使用滑環(huán),無(wú)線遙測(cè)或旋轉(zhuǎn)變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)??蛇x地,傳感器還可以嵌入編碼器以進(jìn)行角度或速度測(cè)量。
傳感器必須經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì),以消除軸外負(fù)載(也稱為側(cè)向負(fù)載或無(wú)關(guān)緊要的力矩),并且必須僅對(duì)逆時(shí)針和逆時(shí)針扭矩負(fù)載敏感。傳感器輸出是力和距離的函數(shù)(T=F xd),通常以英寸-磅(in-lb),英尺-磅(ft-lb)或牛頓米(Nm)表示。