HBM扭矩传感器在电机测试中的应用

拥有高精度的检测仪器对于电机测试数据的可靠性尤为重要，直接关系到检测结果的真实性。随着国际合作交流的进一步深入和国内对电机测试精度要求的不断提高，将会有更多的检测机构和企业使用HBM扭矩传感器。今天小编带大家来了解一下HBM产品在电机测试中的使用情况。

HBM传感器性能介绍

T10F扭矩传感器可测量扭矩和转速，是第一款扭矩法兰，采用测量剪应力替代扭矩应力对扭矩进行测量。这种技术是HBM公司的专利。它设计紧凑，占有非常小的空间；高侧向的防护允许连接轴直接与法兰连接，无须其他支撑轴，并且可以承受更高的动态负载；其极高的抗扭刚性消除了扭矩的共振。由于扭矩测量法兰的工作不依靠轴承和滑环，因此是完全免维护的。它采用了模块化的设计结构，其额定扭矩分别为50 N-m、100N·m、200N·m、500N·m、1kN·m、2kN·m、3 kN·m、5 kN·m和10 kN·m，精度可达0．1％，额定转速可达8 000—15 000 r／min，最低可测2 r／min的转速。测量值通过电压和频率信号输出，配以HBM的放大器可直接与计算机相连，进而使后续数据处理，分析工作更方便。

HBM传感器的安装-机械联接

图1是HBM公司推荐的安装方式。为了避免传感器变形而产生的附加弯矩，安装时必须使被测电机、传感器、负载三者有较好的同轴度，两个半联轴器间应留有一定的间距(见表1)。

鉴于表1中的安装要求较高，为降低安装难度又不影响传感器的正常使用，在联轴器和传感器之间安装了膜片结构。膜片一般需2片成对使用，以吸收由于安装误差而引起的径向力。该传感器是一台精密仪器，在安装时法兰螺栓要用力矩扳手按照表1中的值设定拧紧力矩，否则对传传感器的精度有较大的影响；其次，被测电机、传感器、负载三者应该处于一个稳定的刚性基础上，必须避免各部件发生振动。

电气连接

图2是T10F系列传感器的电气连接图。传感器插头1端接MP60甲(7芯线)，用以显示扭矩；传感器插头2端接MP60乙(5芯线)，用以显示转速。

MP60是HBM传感器配套使用的放大器，可将传感器发出的电压或频率信号转换成标准信号在放大器上显示；也可通过放大器上的D.Sub口与计算机相连直接将测试数据采集到计算机上，再进行数据的后续处理。MP60甲和MP60乙的接线分别如图3和图4所示。

信号线在连接时要注意接头方向。连好后拧上锁紧螺丝，以达到更好的屏蔽效果，使测量信号免受干扰。在传感器和测量放大器之间的连接线推荐使用HBM的低电容屏蔽电缆。如果要将电缆线延长，要保证接头处的接触电阻较低，对外有良好的绝缘和屏蔽。不要将测量电缆电机的电源线、控制线平行放置(若达不到这个要求，那必须保证它们之间的距离不得小于50 cm)。

配套使用的放大器MP60的设置

确认机械联接和电气连接之后，就可以打开DC 24 V的传感器供电电源，对传感器进行参数设定。参数设定主要分以下几步：

(1)进入设置模式，先在“PARAM.SET”的次级目录“Load”的参数设为“Factset”，再按使用说明书设置参数；

(2)传感器的扭矩系数应按最近校准证书给出的值设置；

(3)显示值的小数位数见表2，修改目录为DecPoint(DISPLAY)。

参数设定完成后，就可以按照检测方法进行相应的电机检测了。根据需要，可使用HBM公司的相应软件对测量数据采集和分析。

使用建议

按HBM公司推荐的图1安装方式，在实际使用中发现了一些问题。其主要原因是：传感器悬空无支撑，两端与被试电机和负载刚性联接，在更换被试电机时由于传感器自重和联轴器重量，加上弹性膜片的变形，传感器被试电机端下垂。久而久之，会影响传感器的精度；此外，由于安装了弹性膜片，被试电机、负载、传感器的中心高无法对齐，电机旋转后在膜片的作用下会产生扰度。传感器的悬空使之与被试电机、负载在安装对中时极易碰撞损坏。经过不断技术改进，建议使用图5的安装方式；传感器负载端的轴稍长并用两个轴承支撑；轴承采用单列球轴承，以减少轴向间隙，最大限度地减少另一端的下垂，使整个系统保隙，最大限度地减少另一端的下垂，使整个系统保持水平。

轴承的损耗可在起动被试电机传感器调零时去掉。传感器两端均采用软绳联接，起膜片作用，降低安装难度。另外，传感器法兰上的紧固螺栓建议使用高强度螺栓或每次更换新螺栓，以防螺栓滑牙而损坏传感器。