為什么常有人說扭矩傳感器是動(dòng)力系統(tǒng)中常見的零部件？那是因?yàn)樾D(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中最常見的零部件是扭矩傳感器。為了檢測旋轉(zhuǎn)扭矩，傳統(tǒng)上需要使用扭矩傳感器。該方法是在彈性軸的兩端安裝兩組齒數(shù)、形狀和安裝角度完全相同的齒輪，并在齒輪外側(cè)安裝一個(gè)接近（磁性或光）傳感器。當(dāng)彈性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩組傳感器可以測量兩組脈沖波，并計(jì)算彈性軸承受的扭矩量。該方法的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)扭矩信號的非接觸傳輸，檢測信號為數(shù)字信號；缺點(diǎn)：體積大，安裝困難，脈沖波前后邊緣較慢，低速性能不理想。
應(yīng)變電測技術(shù)是扭矩測試成熟的檢測方法。它具有精度高、頻響快、可靠性好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。在被測彈性軸上粘貼特殊的測扭應(yīng)變片，形成應(yīng)變橋。如果向應(yīng)變橋提供工作電源，可以測試彈性軸扭轉(zhuǎn)的電信號。這是基本的扭矩傳感器模式。但在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳輸系統(tǒng)中，最困難的問題是旋轉(zhuǎn)體上應(yīng)變橋的橋壓輸入和檢測到的應(yīng)變信號輸出如何在旋轉(zhuǎn)部分和靜態(tài)部分之間可靠傳輸。通常的方法是使用導(dǎo)電滑環(huán)。
由于導(dǎo)電滑環(huán)是摩擦接觸，不可避免地會磨損和加熱，從而限制了旋轉(zhuǎn)軸的速度和導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。由于接觸不可靠，信號波動(dòng)，測量誤差大，甚至測量失敗。為了克服導(dǎo)電滑環(huán)的缺陷，另一種方法是采用無線電遙測方法：將扭矩應(yīng)變信號放大在旋轉(zhuǎn)軸上，將V/F轉(zhuǎn)換為頻率信號，通過載波調(diào)制從旋轉(zhuǎn)軸發(fā)射到軸外，然后通過無線電接收獲得旋轉(zhuǎn)軸扭轉(zhuǎn)信號。
旋轉(zhuǎn)軸上的能源供應(yīng)是固定在旋轉(zhuǎn)軸上的電池。該方法稱為遙測扭矩儀。遙測扭矩儀的成功在于克服了電滑環(huán)的兩個(gè)缺陷，但也存在三個(gè)缺陷。一是易受現(xiàn)場電磁波使用干擾；二是由于電池供電，只能短期使用。第三：由于結(jié)構(gòu)附加在旋轉(zhuǎn)軸上，在高速時(shí)容易引起動(dòng)平衡問題。小量程和小直徑軸更為突出。數(shù)字扭矩傳感器吸收了上述方法的優(yōu)點(diǎn)，克服了其缺陷，在應(yīng)變傳感器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩組旋轉(zhuǎn)變壓器，實(shí)現(xiàn)了能量和信號的非接觸傳輸。扭矩信號的傳輸與是否旋轉(zhuǎn)、速度和方向無關(guān)。
1.可以測量靜態(tài)扭矩或旋轉(zhuǎn)扭矩。
2.檢測精度高，穩(wěn)定性好；抗干擾性強(qiáng)。
3.體積小，重量輕，安裝結(jié)構(gòu)多樣，安裝使用方便。
4.正反轉(zhuǎn)扭矩可連續(xù)測量，無需反復(fù)調(diào)零。
5.無導(dǎo)電環(huán)等磨損件，可高速長時(shí)間運(yùn)行。
6.傳感器輸出高電平頻率信號，可直接送電腦處理。
用應(yīng)變膠將特殊的測扭應(yīng)變片粘貼在被測彈性軸上，形成應(yīng)變橋橋提供電源，以測量彈性軸扭轉(zhuǎn)的電信號。放大應(yīng)變信號后，壓/頻轉(zhuǎn)換成與扭應(yīng)成正比的頻率信號。該系統(tǒng)的能源輸入和信號輸出由兩組帶間隙的特殊環(huán)變壓器承擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了無接觸能源和信號傳輸功能。
/傳感器原理結(jié)構(gòu)與應(yīng)用/
將專用的彈性軸上粘貼在一個(gè)特殊的彈性軸上，形成變橋，即基礎(chǔ)扭矩傳感器。
固定在軸上：
(1)能源環(huán)形變壓器的二次線圈；
(2)信號環(huán)變壓器初級線圈；
(3)軸上印刷電路板，包括整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路和信號輸出電路。
固定在傳感器外殼上：
（1）激磁電路；
（2）能源環(huán)變壓器主線圈（輸入）；
（3）信號環(huán)變壓器次線圈（輸出）；
（4）信號處理電路。
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