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转矩传感器转矩仪的比较和选择

世界各个国家和厂家的转矩传感器产品争奇斗艳,各具特色。对比各种转矩传感器的特点,认为电阻应变式扭矩传感器的技术成熟,在超大量程转矩测量方面可靠性较好,技术风险低。针对此型扭矩传感器测量精度上的缺点,选用对扭矩传感器进行改进后的产品,如对应变式传感器改进为密封型挠曲传感器,以及测量轴与测量应变片一体化设计。
德国HBM公司生产的电阻应变式转矩测量仪,其测量应变片和测量轴成一体化设计,组成转矩传感器,最大限度消除不合理的应变片粘贴工艺质量对测量精度影响;美国Acurex公司的一个分公司WDC公司,生产卡环式应变温湿度传感器,其使用的密封型挠曲传感器是专利产品,传感杆按照已知量移动和挠曲,消除了应变片粘贴工艺质量对测量精度影响;上海704研究所生产卡环式应变传感器,敏感被测轴的扭转变形角,变形量与转矩成正比。
衡量测量性能好坏的指标,除了精度以外,线性度、迟滞、重复性指标也很重要。转矩传感器中的弹性元件、信息交换元件及测量系统中的放大元件、指示器等都可能造成误差。
转矩测量装置的选择应综合考虑各方面的因素。德国HBM公司产品的测量精度高于其它两家公司的产品,但是这个产品属于介入式的传感器,必须作为整个传动轴系的一部分才能使用,而且需要加装高性能的弹性联轴器以消除对测量精度的影响,在使用中造成不便;美国WDC公司的产品为卡环式传感器,属于不介入式传感器,使用时无须断开轴系,给实际工况测量转矩带来很大的方便,在精度要求不是太高时可以选用,但是售后服务支持和使用期间的计量检定方面有不足;上海704研究所的产品是不介入式传感器,虽然其接触式滑环供电方式易磨损、需要定期清洗电刷和更换电刷、安装困难、容易引入干扰信号,在使用和维护方面有诸多不便之处,但同时也应注意到,作为国内产品其在售后服务以及使用期间的计量检定方面有较大优势。
在测量精度要求很高的情况下,可以考虑采用德国HBM公司产品;如果没有非常高的精度要求,应尽可能选用不介入式的卡环式传感器,避免介入式传感器实际工况测量转矩时的不便。
5 结论
旋转转矩的测量,特别是超大量程转矩的测量仍然是一个难题。国外对旋转转矩测量的研究起步较早,取得了一些进展,而国内的旋转转矩测量的研究起步稍晚。转矩测量仪的研制和生产情况,表征着一个国家的基础工业水平和现代科学研究的需求。希望本文对于推动我国旋转转矩,特别是超大量程转矩测试工作的发展能够起到一定的作用。