扭矩傳感器發(fā)展歷程介紹

在旋轉動力系統(tǒng)中，經常需要測量的一個參數是旋轉扭矩,為了測量旋轉扭矩的大小就需要借助于扭矩傳感器。檢測旋轉扭矩的大小一般采用檢測扭轉角相位差的方式，具體方法是在彈性軸的兩端安裝著兩組齒數、形狀及安裝角度完全相同的齒輪，在齒輪的外側各安裝著一只接近傳感器。當軸發(fā)生轉動的時候，這兩組傳感器就可以測量出兩組脈沖波，比較這兩組脈沖波相位差，從而計算出彈性軸所承受的扭矩量。這種方法比較經典，它可以實現轉矩信號的非接觸傳遞，檢測信號為數字信號，受外界干擾比較小；但體積較大，不易安裝和維護，低速轉動時，測量不是很精確。

現在的扭矩傳感器制作都是將專用的測扭應變片粘貼在被測彈性軸上，組成應變橋，向應變橋供電，就可以測量扭矩的大小。但是在旋轉動力傳遞系統(tǒng)中，需要解決的一個問題是如何將旋轉體上的應變橋的橋壓輸入及檢測到的應變信號輸出可靠地在旋轉部分與靜止部分之間傳遞，這就需要用到導電滑環(huán)了。導電滑環(huán)屬于磨擦接觸，這就造成了自身的磨損，限制了其使用壽命。如果因為其接觸不可靠，也會引起測量的誤差，造出測量值與實際值相距甚遠。為了彌補這方面的缺陷，可以采用無線電遙測的方法。它是將扭矩應變信號在旋轉軸上放大并進行V/F轉換成頻率信號，通過載波調制用無線電發(fā)射的方法從旋轉軸上發(fā)射至軸外，再用無線電接收的方法，就可以得到旋轉軸受扭的信號。

扭矩都是通過旋轉系統(tǒng)產生的，如果在上面安裝外界電源的話，布線就有很大困難，所以扭矩傳感器一般采用電池供電的方式。該方法即為遙測扭矩儀。它克服了導電滑環(huán)的很多缺點，但它也有不足之處，比方說電池容量有限，只能短期可以使用，此外，它還受到周圍電磁環(huán)境的干擾，這在測量小量程和小直徑的場合比較突出。最好的方法就是采用數字扭矩傳感器，它是在應變傳感器的基礎上增加兩組旋轉變壓器，實現了能源和信號的非接觸傳遞。它不受轉速大小，旋轉方向影響，吸取了上面各種方法的優(yōu)點并克服了其缺陷，是現在測量扭矩的通用做法。

以上介紹了扭矩傳感器的發(fā)展歷程和各種類型產品之間的比較，設計師們經過不斷試驗和總結，克服了傳統(tǒng)扭矩測量方法的缺點，繼承了優(yōu)點，使得扭矩的測量更加地精確，受環(huán)境的影響越來越小。