首页 >> 扭矩传感器 >>扭矩传感器 >> 扭矩传感器基本原理、产品特点及主要功能及性能指标
详细内容

扭矩传感器基本原理、产品特点及主要功能及性能指标

扭矩传感器基本原理

  扭矩的测量:采用应变片电测技术,在弹性轴上组成应变桥,向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后,经过压/频转换,变成与扭应变成正比的频率信号。  转矩传感器

产品特点

  1.信号输出可任意选择波形─方波或脉冲波。
  2.检测精度高、稳定性好、抗干扰性强。
  3.不需反复调零即可;连续测量正反扭矩。
  4.即可测量静止扭矩,也可测量动态扭矩。
  5.体积小、重传感器可脱离二次仪表独立使用,只要按插座针号提供 +15V,-15V(200mA)的电源,即可输出阻抗与扭矩成正比的等方波或脉冲波频率信号。量轻、易于安装。
  6.测量范围: 0—10000Nm标准可选, 非标准2万Nm、3万Nm、5万Nm、8万Nm、10万Nm,特殊量程可定制。

主要功能及性能指标

  扭矩示值误差: <± 0.5 % F · S 灵敏度: 1±0.2 mv / V
  非线性: <±0.25 % F· S 重复性: <±0.2% F· S
  回差: <0.2 % F· S 零飘(24小时): <0.5 % F· S
  零点温飘: <0.5 % F· S /10℃ 输出阻抗: 1KΩ ±3Ω
  绝缘阻抗: >500MΩ 静态超载: 120 %
  断裂负载: 200 % 使用温度: 0 ~ 60℃
  储存温度: -20 ~ 70℃ 电源电压: +15V±5%,-15V±5%
  总消耗电流: <130mA 频率信号输出: 5KHz—15KHz
  负额定扭矩:5KHz±10Hz 零扭矩:10KHz±10Hz
  正额定扭矩:15KHz±10Hz 信号占空比: (50±10)%

工作过程

  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 ,向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后,经过压/频转换,变成与扭应变成正比的频率信号。本系统的能源输入及信号输出是由两组带间隙的特殊环型变压器承担的。因此实现了无接触的能源及信号传递功能。
  向传感器提供 ± 15V电源,激磁电路中的晶体振荡器产生400Hz的方波,经过TDA2030功率放大器即产生交流激磁功率电源,通过能源环形变压器T1从静止的初级线圈传递至旋转的次级线圈,得到的交流电源通过轴上的整流滤波电路得到 ± 5 V的直流电源,该电源做运算放大器AD822的工作电源;由基准电源AD589与双运放AD822组成的高精度稳压电源产生 ± 4.5V的精密直流电源,该电源既作为电桥电源,又作为放大器及V/F转换器的工作电源。当弹性轴受扭时,应变桥检测得到的mV级的应变信号通过仪表放大器AD620放大成1.5v ± 1v的强信号,再通过V/F转换器LM131变换成频率信号,通过信号环形变压器T2从旋转的初级线圈传递至静止次级线圈,再经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承受的扭矩成正比的频率信号,该信号为TTL电平,既可提供给专用二次仪表或频率计显示也可直接送计算机处理。由于该旋转变压器动--静环之间只有零点几毫米的间隙,加之传感器轴上部分都密封在金属外壳之内,形成有效的屏蔽,因此具有很强的抗干扰能力。
  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。转速测量采用光电齿轮或者磁电齿轮的测量方法,轴每旋转一周可产生60个脉冲,高速或中速采样时可以用测频的方法,低速采样时可以用测周期的方法。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转换即可直接送至计算机进行数据处理。
信号输出与信号采集

信号输出形式

  · 方波信号、脉冲信号。
  · 扭矩传感器的标准信号输出是频率信号,即5-15KHz;为了适应客户需求,无需外置模块,与原始输出电路整合设计直接输出4-20mA、0-20mA、1-5V、0-5V模拟信号,方便客户采。
  2、扭矩信号处理形式:
  · 扭矩传感器输出的频率信号送到频率计或数字表,直接读取与扭矩成正比的频率信号或电压、电流信号。
  · 扭矩传感器的扭矩与频率信号送给单片机二次仪表,直接显示实时扭矩值、转速及输出功率值及 RS232通讯信号。
  · 直接将扭矩与转速的频率信号送给计算机或 PLD进行处理。