1、應(yīng)變測(cè)量技術(shù)

 扭矩測(cè)量技術(shù)。銘翰亞誠(chéng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)描述了著名的胡克定律中材料應(yīng)變與相關(guān)材料應(yīng)力之間的比例關(guān)系。電橋電路對(duì)于進(jìn)一步的發(fā)展過(guò)程而言，當(dāng)時(shí)銘翰亞誠(chéng)根據(jù)橋接電路，可以測(cè)量出最小的張力變化。發(fā)現(xiàn)電阻絲的機(jī)械應(yīng)變?chǔ)排c其電阻變化之間的關(guān)系。之后總是用電阻線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在之后第一個(gè)箔應(yīng)變計(jì)用于扭矩測(cè)量。因此，可以制造固定應(yīng)變計(jì)扭矩傳感器。這些傳感器通過(guò)反應(yīng)扭矩測(cè)量幫助解決了研發(fā)和實(shí)驗(yàn)中的許多問(wèn)題。扭矩傳感器最重要和最常見(jiàn)的用途是旋轉(zhuǎn)軸系中的測(cè)量。

 2、第一個(gè)旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器

 如果軸在軸向扭矩下加載，則其旋轉(zhuǎn)大約與扭矩成比例的角度。該角度可以用角度測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量。根據(jù)該原理，在之后不久，第一個(gè)帶有感應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器被制造并在市場(chǎng)上出售。為了饋送傳感器載波，使用幾百kHz的頻率。因此，必要的系統(tǒng)很小，AC電壓測(cè)量信號(hào)的幅度與測(cè)量系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角度成比例，并且具有與電源電壓相同的頻率。為了布置在旋轉(zhuǎn)軸測(cè)量系統(tǒng)上并且用于傳輸放大測(cè)量的測(cè)量信號(hào)，使用旋轉(zhuǎn)變壓器，其根據(jù)變壓器的原理構(gòu)造。變壓器的一個(gè)線圈固定在定子中，第二個(gè)線圈與轉(zhuǎn)子上的第一線圈同心設(shè)置。如果通過(guò)這種類型的旋轉(zhuǎn)變壓器傳輸調(diào)幅測(cè)量信號(hào)，則它們的耦合系數(shù)直接包含在測(cè)量結(jié)果中。軸向或徑向位移，非圓形行程，磁性材料特性的變化以及磁分流都可能導(dǎo)致測(cè)量誤差。

施加在旋轉(zhuǎn)軸上的應(yīng)變儀橋的測(cè)量信號(hào)的第一次傳輸是用滑環(huán)進(jìn)行的。通過(guò)滑環(huán)傳輸電源電壓和輸出電壓需要特別小心?；h(huán)必須與軸和相互絕緣，即使是最小的絕緣缺陷也會(huì)導(dǎo)致傳感器的測(cè)量誤差。必須選擇在滑動(dòng)觸頭的接觸壓力，使得在一方面接觸電阻小，對(duì)剝離由于產(chǎn)生的振動(dòng)和跳動(dòng)足夠的安全性是存在的，但也從另一方面看會(huì)發(fā)生不太強(qiáng)加熱和過(guò)度磨損。除了材料的選擇外，決定性因素還在于對(duì)表面進(jìn)行精心加工。在高圓周速度下預(yù)計(jì)會(huì)遇到特別困難。這種技術(shù)的缺點(diǎn)是滑環(huán)和碳刷在一段時(shí)間后都會(huì)有磨損，因此必須更新。

3、通過(guò)滑環(huán)接收的橫截面信號(hào)

 為了獲得具有更穩(wěn)定和免維護(hù)信號(hào)傳輸?shù)膫鞲衅?，已?jīng)開(kāi)發(fā)了一種扭矩傳感器，其允許應(yīng)變橋的測(cè)量信號(hào)的無(wú)滑環(huán)傳輸。通過(guò)應(yīng)變橋的輸出與扭矩幅度模塊AC電壓成比例的獲得。供給應(yīng)變橋所需的交流電壓和測(cè)量信號(hào)都可以通過(guò)集電環(huán)傳輸。隨著電子設(shè)備變得越來(lái)越小，在旋轉(zhuǎn)軸上集成一個(gè)測(cè)量放大器，用于為應(yīng)變計(jì)電橋供電并處理測(cè)量信號(hào)。集電環(huán)用于為發(fā)射器提供測(cè)量信號(hào)的第二頻率調(diào)制傳輸。同時(shí)，傳感器都經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償和蠕變補(bǔ)償。技術(shù)的一大優(yōu)勢(shì)是干擾變量的補(bǔ)償可以直接在測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行。所用材料的彈性模量的溫度依賴性例如是對(duì)于每100K溫度變化大約3％的鋼。由于這種干擾直接包含在傳感器的特征值中，因此也必須進(jìn)行補(bǔ)償。在角度測(cè)量傳感器的情況下，首先在測(cè)量放大器中進(jìn)行補(bǔ)償，從而始終預(yù)期特征值的溫度特性。角度測(cè)量傳感器繼續(xù)難以解決它們需要相對(duì)大的旋轉(zhuǎn)角度來(lái)測(cè)量扭矩的問(wèn)題，導(dǎo)致類似扭轉(zhuǎn)的布置，其僅允許緩慢的測(cè)量操作。更小的電子裝置和它的測(cè)量信號(hào)的不斷改進(jìn)的傳輸?shù)目赡苄?，所述轉(zhuǎn)矩傳感器的市場(chǎng)上已經(jīng)改變到許多扭矩傳感器，現(xiàn)在具有集成測(cè)量放大器供給的效果。

4.現(xiàn)在的旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器

 第一個(gè)扭矩傳感器通常具有模擬信號(hào)輸出。在這些接口處，不能排除由于相鄰功率單元和驅(qū)動(dòng)器引起的干擾，特別是具有長(zhǎng)供電線和高動(dòng)態(tài)特性的干擾。因此，傳感器的信號(hào)電平在過(guò)去已經(jīng)增加，通常是±5V或±10V的信號(hào)電平。但是，對(duì)許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，抗干擾性是不夠的。解決方案在于數(shù)字傳感器電子器件。在軸上是應(yīng)用應(yīng)變計(jì)橋的直徑錐形點(diǎn)，在軸和旋轉(zhuǎn)部件和旋轉(zhuǎn)電子。集成電子電路在定子和轉(zhuǎn)子中都有一個(gè)存儲(chǔ)器的微處理器。通過(guò)應(yīng)變電路將測(cè)量值記錄在轉(zhuǎn)子上，其中信號(hào)立即被放大和數(shù)字化。然后，該數(shù)字信號(hào)進(jìn)入處理器，該處理器以串行字的形式準(zhǔn)備用于傳輸?shù)男盘?hào)，其具有到定子的校驗(yàn)和。數(shù)據(jù)信號(hào)在定子中處理，然后轉(zhuǎn)換為串行RS485接口的處理器。通過(guò)使用處理器，既在軸，以及在定子數(shù)據(jù)中校準(zhǔn)值，測(cè)量范圍，然后可根據(jù)需要的讀出傳感器通過(guò)處理器供電單元監(jiān)控供電，處理器供電單元也可以接通校準(zhǔn)控制器以檢查傳感器。通過(guò)直接在源并實(shí)現(xiàn)測(cè)量裝置的一個(gè)非常高的可靠性的傳感器數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀出數(shù)字化的測(cè)量信號(hào)。

5.扭矩傳感器的應(yīng)用

    如今，扭矩傳感器是許多領(lǐng)域不可或缺的一部分。這里有一小部分應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、扭矩試驗(yàn)臺(tái)、測(cè)功機(jī)、電動(dòng)機(jī)、引擎、齒輪、發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵等，其它應(yīng)用測(cè)量設(shè)備轉(zhuǎn)矩傳感器安裝在汽車控制、調(diào)節(jié)、擰緊螺帽的扭矩平衡、軸承預(yù)緊、彈簧預(yù)緊力。功能測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)力渦輪機(jī)、起重機(jī)、鉆桿等曲軸扭矩。如您所見(jiàn)，扭矩傳感器用于從培訓(xùn)到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)，質(zhì)量保證到產(chǎn)品監(jiān)控的所有領(lǐng)域。即使在農(nóng)業(yè)中，也可以在機(jī)械中找到扭矩傳感器。為了證明測(cè)量的可追溯性，正在使用越來(lái)越多的參考扭矩傳感器，以便能夠直接在現(xiàn)場(chǎng)檢查生產(chǎn)方式。

6.扭矩傳感器的未來(lái)

 應(yīng)變計(jì)技術(shù)將成為未來(lái)扭矩傳感器的主力軍。 由于電子器件越來(lái)越小且電氣越來(lái)越穩(wěn)定，傳感器可以設(shè)計(jì)成更高的彈簧常數(shù)，從而改善測(cè)量動(dòng)態(tài)。 這是通過(guò)以下事實(shí)實(shí)現(xiàn)的：在測(cè)量精度相同的情況下，由于測(cè)量放大器的電穩(wěn)定性較高，測(cè)量信號(hào)可以變得越來(lái)越小。然而，另一方面，改進(jìn)的測(cè)量信號(hào)處理也可用于測(cè)量裝置的更高精度。未來(lái)還屬于具有存儲(chǔ)的計(jì)量數(shù)據(jù)的智能傳感器，其中測(cè)量總是更安全，并且可以直接從傳感器檢索用于質(zhì)量保證的數(shù)據(jù)。