星邁淺析扭矩測量傳感器的原理

力傳感器用應變膠粘貼被測彈性軸，形成應變橋，為應變橋提供電源，測量彈性軸扭轉(zhuǎn)的電信號，放大應變信號后，壓/頻轉(zhuǎn)換成與扭應成正比的頻率信號，該系統(tǒng)的能源輸入和信號輸出由兩組帶間隙的其它環(huán)形變壓器承擔，實現(xiàn)了非接觸式能源和信號傳輸功能。

參數(shù)常涉及旋轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)：旋轉(zhuǎn)扭矩，傳感器廠家為了檢測傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)扭矩是扭轉(zhuǎn)角相位差傳感器，該方法是在彈性軸兩端安裝兩組齒數(shù)、形狀和安裝角度全相同的齒輪，在齒輪外側(cè)安裝近傳感器，當彈性軸旋轉(zhuǎn)時，兩組傳感器可以測量兩組脈沖波，并計算彈性軸承受的扭矩量，該方法的優(yōu)點：實現(xiàn)扭矩信號的非接觸傳輸，檢測信號為數(shù)字信號，缺點：體積大，安裝困難，脈沖波前后邊緣較慢，低速性能不理想。

應變電測技術(shù)是扭矩測試的成熟檢測方法，它具有精度高、頻響快、可靠性好、使用壽命長等優(yōu)點，用應變膠粘貼被測彈性軸，形成應變橋，如果向應變橋提供工作電源，可以測試彈性軸扭曲的電信號，這是基本的扭矩傳感器模式，然而，在旋轉(zhuǎn)動力傳輸系統(tǒng)中，棘手的問題是如何在旋轉(zhuǎn)部分和靜態(tài)部分之間可靠地傳輸旋轉(zhuǎn)體上應變橋的橋壓輸入和檢測到的應變信號輸出，通常的做法是使用導電滑環(huán)。

由于導電滑環(huán)是摩擦接觸，基本扭矩傳感器不可避免地會磨損和加熱，從而限制了旋轉(zhuǎn)軸的速度和導電滑環(huán)的使用壽命，由于接觸不可靠，導致信號波動，導致測量誤差大甚至失敗，為了克服導電滑環(huán)的缺陷，另一種方法是采用無線電遙測的方法：將扭矩應變信號放大到旋轉(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)的信號旋轉(zhuǎn)軸，上面的能源供應是固定在旋轉(zhuǎn)軸上的電池，該方法是遙測扭矩儀。

在其它的彈性軸上粘貼一個其它的扭矩測量片，形成一個變形橋，即基本扭矩傳感器，固定在軸上：能源環(huán)變壓器、信號環(huán)變壓器、軸印刷電路板、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：激磁電路、能源環(huán)變壓器主線圈（輸入）、信號環(huán)變壓器次線圈（輸出）、信號處理電路。