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在旋转动力系统中,经常需要测量的一个参数是旋转扭矩,为了测量旋转扭矩的大小就需要借助于扭矩传感器,检测旋转扭矩的大小一般采用检测扭转角相位差的方式,扭矩都是通过旋转系统产生的,如果在上面安装外界电源的话,布线就有很大困难,所以扭矩传感器一般采用电池供电的方式,该方法即为遥测扭矩仪,如果因为其接触不可靠,也会引起测量的误差。
造出测量值与实际值相距甚远,通过载波调制用无线电发射的方法从旋转轴上发射至轴外,再用无线电接收的方法,就可以得到旋转轴受扭的信号,尤其是在情况下,在过去对于这个长的进料管线和高动态,增加传感器的信号电平,信号电平为±5V和/或通常±10V,扭矩测量技术的历史演变。
在1678年开始,在这一年,罗伯特·胡克描述着名的胡克定律的材料延伸和相关材料张力之间的比例关系,电桥电路,它克服了导电滑环的很多缺点,但它也有不足之处,比方说电池容量有限,只能短期可以使用,现在的扭矩传感器制作都是将专用的测扭应变片粘贴在被测弹性轴上,组成应变桥,向应变桥供电,就可以测量扭矩的大小。
它可以实现转矩信号的非接触传递,检测信号为数字信号,受外界干扰比较小;在齿轮的外侧各安装着一只接近传感器,当轴发生转动的时候,这两组传感器就可以测量出两组脉冲波,但体积较大,不易安装和维护,低速转动时,测量不是很精确,现代转矩传感器通常有模拟信号输出,在这些接口中,由相邻的功率模块和驱动器的干扰是可能的。
较好的方法就是采用数字扭矩传感器,集成电子位于轴上的区域,上面的直径减少,对被施加到的旋转部分的旋转变压器和旋转的电子附着在轴上,它是在应变传感器的基础上增加两组旋转变压器,实现了能源和信号的非接触传递,它不受转速大小,旋转方向影响,吸取了上面各种方法的优点并克服了其缺陷,是现在测量扭矩的通用做法。
然而,在许多应用中的抗干扰能力是不够的,该解决方案是一种数字
扭矩传感器主要功能及性能指标:
扭矩示值误差(Torqueindicationerror):<±0.2%F·S灵敏度(Sensitivity):1±0.2mv/V非线性(Nonlinear):≤±0.2%F·S重复性(Repeatability):≤±0.2%F·S滞后(Lag):≤0.2%F·S零点飘移(24小时)Zerodrift(24hours):≤0.1%F·S输出阻抗(Outputimpedance):1KΩ±3Ω绝缘阻抗(Insulationresistance):500MΩ静态**载(Staticoverload):150%断裂负载(Breakingload):200%
电源电压(Powersupplyvoltage):DC±15V±5%,DC24V(可选optional)
转速输出信号:60-2000个脉冲/转(可选)Speedoutput**:60-2000pulse/turn(optional)零转矩频率输出(Zerotorquefrequencyoutput):10KHZ正向转矩满量程频率输出(Positivetorquefullscalefrequencyoutput):15KHZ反向转矩满量程频率输出(Reversetorquefullscalefrequencyoutput):5KHZ信号占空比(Signaldutyratio):(50±10)%传感器功耗(Powerconsumptionofthesensor):4W使用温度(Temperaturewhenuse):-20~70℃相对湿度(Relativehumidity):≤90%RH信号输出:10±5KHz(可选4~20mA,0~5V,0~10V信号输出/485通讯,通信协议见P12)Signaloutput:10±5KHz(Optional4~20mA,0~5V,0~10V**output/485communication,communicationagreementpls.seeP12)量程范围:0.01Nm~2000KNm,可以非标定制Measurementrange:0.01~2000KNmNon-standardcancustomization.