本帖最后由 zhu272 于 2011-6-2 14:50 編輯
) K4 D* G/ r/ K: U
3 I" `9 D* B7 p- X/ u, e一
: {( l- ^$ K2 K4 R傳統(tǒng)扭矩傳感器同數(shù)字式扭矩傳感器的比較2 T) [$ w& T! h
在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中最頻繁涉及到的參數(shù):旋轉(zhuǎn)扭矩,為了檢測(cè)旋轉(zhuǎn)扭矩，傳統(tǒng)使用較多的是扭轉(zhuǎn)角相位差式傳感器，該方法是在彈性軸的兩端安裝著兩組齒數(shù)、形狀及安裝角度完全相同的齒輪，在齒輪的外側(cè)各安裝著一只接近(磁或光)傳感器。當(dāng)彈性軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，這兩組傳感器就可以測(cè)量出兩組脈沖波，比較這兩組脈沖波的前后沿的相位差就可以計(jì)算出彈性軸所承受的扭矩量。該方法的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩信號(hào)的非接觸傳遞，檢測(cè)信號(hào)為數(shù)字信號(hào)；缺點(diǎn)：體積較大，不易安裝，低轉(zhuǎn)速時(shí)由于脈沖波的前后沿較緩不易比較，因此低速性能不理想。（見圖一） 扭矩測(cè)試比較成熟的檢測(cè)手段為應(yīng)變電測(cè)技術(shù)。它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
$ K1 J1 X1 \. W( ]* p5 E9 W將專用的測(cè)扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上，并組成應(yīng)變橋，若向應(yīng)變橋提供工作電源即可測(cè)試該彈性軸受扭的電信號(hào)。這就是基本的扭矩傳感器模式。 (見圖二)但是在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)中，最棘手的問題是旋轉(zhuǎn)體上的應(yīng)變橋的橋壓輸入及檢測(cè)到的應(yīng)變信號(hào)輸出如何可靠地在旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分之間傳遞，通常的做法是用導(dǎo)電滑環(huán)來完成。
" d8 [* a( ~ k5 k6 J) y) R6 h | 圖一 扭轉(zhuǎn)角相位差式扭矩傳感器示意圖 $ \- r' z j5 v( t% C
|
- V! R+ O7 U5 ?9 F3 g$ e f+ g
由于導(dǎo)電滑環(huán)屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發(fā)熱，因而限制了旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速及導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。及由于接觸不可靠引起信號(hào)波動(dòng)，因而造成測(cè)量誤差大甚至測(cè)量不成功。為了克服導(dǎo)電滑環(huán)的缺陷，另一個(gè)辦法就是采用無線電遙測(cè)的方法 :將扭矩應(yīng)變信號(hào)在旋轉(zhuǎn)軸上放大并進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，通過載波調(diào)制用無線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)軸受扭的信號(hào)。
6 d' E. \! S( p9 p1 Z |
9 t3 P8 m4 M* f) R, C | 圖二 基本的扭矩傳感器
9 V; R9 X2 ]' L2 ?& w' M( _9 x |
( t/ ^: O! x. n n, J2 c2 n |
旋轉(zhuǎn)軸上的能源供應(yīng)是固定在旋轉(zhuǎn)軸上的電池。該方法即為遙測(cè)扭矩儀。 (見圖四)遙測(cè)扭矩儀成功之處在于克服了電滑環(huán)的兩項(xiàng)缺陷，但也存在著三個(gè)不足之處，其一：易受使用現(xiàn)場(chǎng)電磁波的干擾；其二：由于是電池供電，所以只能短期使用。其三：由于在旋轉(zhuǎn)軸上附加了結(jié)構(gòu)，易引起高轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)平衡問題。在小量程及小直徑軸時(shí)更突出。數(shù)字式扭矩傳感器吸取了上述各種方法的優(yōu)點(diǎn)并克服了其缺陷,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)了能源及信號(hào)的非接觸傳遞。并做到了扭矩信號(hào)的傳遞與是否旋轉(zhuǎn)無關(guān)，與轉(zhuǎn)速大小無關(guān)，與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。 - B2 r# W7 m4 K% v3 ?+ p9 {% _6 _
二
2 d+ R% Y$ W' D+ s, {- w數(shù)字式扭矩傳感器的特點(diǎn) ^$ t5 ]& s; g+ f2 o7 n
1. 既可以測(cè)量靜止扭矩，也可以測(cè)量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩; 0 {7 I3 O+ E! Z2 g3 m5 e6 j
2..既可以測(cè)量靜態(tài)扭矩，也可以測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩；
* E6 Z4 a4 c3 R# t2 }# ]: I | 3. 檢測(cè)精度高，穩(wěn)定性好；抗干擾性強(qiáng);
/ |8 x* K, p% u5 I4 I$ T7 J0 L$ d% n% {0 X |
4. 體積小，重量輕，多種安裝結(jié)構(gòu)，易于安裝使用；
- [# C7 s3 k7 w: K8 V+ {5 ^0 G 5. 不需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)扭矩; % e9 s/ _. J1 v# a
6.沒有導(dǎo)電環(huán)等磨損件，可以高轉(zhuǎn)速長時(shí)間運(yùn)行；* Z& S C A3 y- Z; e
7．傳感器輸出高電平頻率信號(hào)可直接送計(jì)算機(jī)處理；9 u J$ F7 e/ d( C) }
8．測(cè)量彈性體強(qiáng)度大可承受100%的過載。3 T( ^+ [! E" D1 Q* }
三$ @8 F0 C) Q1 ~ M/ S
數(shù)字式扭矩傳感器的測(cè)量原理
/ }" h! o( `6 q* @; r/ C! h d將專用的測(cè)扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上并組成應(yīng)變橋 ,向應(yīng)變橋提供電源即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào)。將該應(yīng)變信號(hào)放大后，經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào)。本系統(tǒng)的能源輸入及信號(hào)輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)型變壓器承擔(dān)的,因此實(shí)現(xiàn)了無接觸的能源及信號(hào)傳遞功能。(虛線內(nèi)為旋轉(zhuǎn)部分) % {( q: d9 L% e3 A/ C
| ![]() |
| ) p4 E/ C, E7 T2 O" n2 N% y# h
' J. [# o4 ? Q9 ~5 o | $ m6 `% \2 N) w
6 b$ d: I) }% V. ]5 q* @; {8 M |
+ A% {/ C; L9 r& P/ y! Z' k3 ]6 l; Q5 j, M _ R# G
|
' p; x- i. Z5 `3 `" P
" Q0 Z) `$ g& d, A | / T9 h0 ]8 Z- \
- b0 G; H! S# Y/ y+ W$ J& a
|
4 G4 g+ G( }% X" m/ T3 W5 B0 c' w |
+ r' ^2 z8 q% ^5 P" V
2 H4 c9 O4 Z& t* @8 n; Q' Q% w | | | |
激磁電路，(2)能源環(huán)形變壓器的初級(jí)線圈(輸入)，(3) 信號(hào)環(huán)形變壓器次級(jí)線圈(輸出)，(4)信號(hào)處理電路 五
$ T4 R" y4 t( @8 c* N( D/ \數(shù)字式扭矩傳感器輸出+ [2 {, a. O5 ?. X9 j4 h3 ?; W
本傳感器輸出的頻率信號(hào)在零點(diǎn)時(shí)為 10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為15KHz.反向旋轉(zhuǎn)滿量程時(shí)為5KHz。即滿量程變量為5000個(gè)數(shù)/每秒。轉(zhuǎn)速測(cè)量采用光電齒輪或者磁電齒輪的測(cè)量方法，軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個(gè)脈沖，高速或中速采樣時(shí)可以用測(cè)頻的方法，低速采樣時(shí)可以用測(cè)周期的方法。本傳感器精度可達(dá) ± 0.2%～ ± 0.5%（F · S）。由于傳感器輸出為頻率信號(hào)，所以無需AD轉(zhuǎn)換即可直接送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
, j5 ~2 E! P Q: p) [六9 G8 c- @, R% L1 L: G# k- {. F
安裝使用
+ Q5 `4 w# Z# g$ }7 Y 1.使用兩組聯(lián)軸器，將傳感器安裝在動(dòng)力源和負(fù)載之間。 圖六 2.建議用撓性、彈性或萬向節(jié)聯(lián)軸器，以保證同心度 ∠ 0.1mm以下。8 x8 p! G3 `1 a& _& {8 I) y# c
3.動(dòng)力及負(fù)載設(shè)備必須固定可靠避免振動(dòng)。4 Q7 [* Z0 ?# N8 Y+ V/ u4 y
4.將本傳感器的基座與設(shè)備的基座固定可靠，中心高須墊合適平穩(wěn)避免產(chǎn)生彎矩 。. L u: b) I2 g( |4 q7 z
附表$ d0 A, L% @8 Z: Y- x( M/ E/ Z
主要功能及性能指標(biāo)： 0 U0 n. E9 }( O8 o: q+ X# b
扭矩示值誤差： ＜± 0.5 % F · S
' o, d# O9 U! s- I | ! J3 t5 r8 z& F$ y' ] N' W
靈敏度： 1±0.2 mv / V
4 J/ p2 h. _& I$ W0 i4 A |
: A/ M$ P3 G, P2 Q! `非線性： ＜±0.25 % F· S
9 u8 r: V: ^$ l5 B |
# D/ {* ?4 Q' J _# H* f/ w8 k重復(fù)性： ＜±0.2% F· S
6 p) |7 H7 J) ]7 Q% i+ H | 8 ]8 Y# q+ O( l) l
回差： ＜0.2 % F· S 9 n& O0 }% ?. _$ e6 \
|
3 y( R. l5 k/ z9 J$ ?6 \) N+ `零飄（24小時(shí)）： ＜0.5 % F· S
8 [$ n! j* ?" b6 r x, d |
( h( H9 l7 [5 c% l零點(diǎn)溫飄： ＜0.5 % F· S /10℃
& G, |2 g7 ~! c/ s2 W* B+ {: ?
| , I. x' |; [5 k. B: V. e. W9 `0 Q1 b
輸出阻抗： 1KΩ ±3Ω
( B* Y5 o; f( l5 @, o | - v5 `- _. I, x* b% b
絕緣阻抗： >500MΩ & g( @" ^& _; j' d9 v1 i
|
6 u( h6 C2 q9 v; ]/ T9 S靜態(tài)超載： 120 %
! u3 T8 a- ?. I* _
| # p/ N2 m& x2 w' P$ [2 r# v
斷裂負(fù)載： 200 % 9 ?' q; S# [2 U) T' C
| 3 J I1 I# l. _1 K
使用溫度： 0 ～ 60℃
: w: x" T7 u9 {( }) D" a/ a |
! N# l7 c) m$ @4 P( X& H' f儲(chǔ)存溫度： －20 ～ 70℃
, W4 v* t+ F0 W0 b
| ) u+ y% V: W6 [
電源電壓： +15V±5%,-15V±5%
% l* N1 g* B+ o& I |
% G4 a T' h% S3 b4 Q% @& K總消耗電流： ＜130mA
1 x' K8 [8 C) }( Z
| S g5 ~( }1 `1 S5 K8 r) S( w2 t( G) x
頻率信號(hào)輸出： 5KHz—15KHz 1 i& x9 ^: ^# x
|
% ^& ? D3 g' s負(fù)額定扭矩：5KHz±10Hz
" p% A; s! C2 m; W |
F4 I c! t! _# P7 C零扭矩：10KHz±10Hz
8 I( T H$ r* S8 J' g! z | 5 Y" @/ h3 }/ ~1 S( u
正額定扭矩：15KHz±10Hz 9 r& O4 |8 ^% n- D
|
8 n( I3 w" @0 \/ |信號(hào)占空比： （50±10）%
|
北京昆銳測(cè)控技術(shù)有限公司歡迎你的轉(zhuǎn)載。轉(zhuǎn)載請(qǐng)標(biāo)明出處，謝謝合作。 網(wǎng)址：http://www.niuju163.com/ 聯(lián)系電話：010-51285883 | 
發(fā)表于 2011-6-2 14:48:25
QQ好友和群
收藏
淘帖
問題專業(yè)，描述清楚
伸手黨/灌水/看不懂