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滑环扭矩传感器和非接触微型扭矩传感器的选择

2019年09月16日 09:49 lq 作者: 用户评论(0

导电滑环在扭矩传感器上有什么作用?

扭矩传感器:

扭矩传感器是一种精密测量各种扭矩、转速和机械功率的仪器。涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。扭矩传感器采用应变桥对弹性体受力情况进行测量, 信号传递采用导电滑环传递。

滑环扭矩传感器和非接触微型扭矩传感器的选择

比较成熟的扭矩测试方法是应变电测量技术。它具有精度高、频率响应快、可靠性好、使用寿命长等优点。将特殊扭力规的应变胶粘贴到在被测的弹性轴上形成应变桥。如果应变桥提供工作电源,则可测试弹性轴的电信号。这是基本扭矩传感器模式。但是在旋转动力传递系统最棘手的问题是应变桥在旋转体上的桥梁压力输入和检测到的应变信号输出如何在旋转部分和固定部分之间可靠地传输,通常会使用导电滑环来完成。由于导电滑环属于摩擦接触,基本扭矩传感器都会存在一定的磨损和发热,从而限制了转轴的转速和导电滑环的使用寿命。及由于不可靠的接触导致信号波动,导致测量误差大,甚至测量不成功。

滑环扭矩传感器和非接触微型扭矩传感器的选择

第一旋转应变仪扭矩传感器采用滑环来实现从壳体到旋转轴的电连接。由于滑环仅承载来自应变仪的毫伏信号,因此必须仔细选择滑环和电刷的材料。通常的程序是使用硬币银作为滑环,使用银石墨作为刷子齿轮。

导电环随传感器一起旋转,并使用一系列弹簧刷接触环并传输电信号。滑环是相对直的,只有很小的缺点,因为刷子和较小程度的环确实磨损并且因此具有有限的寿命。因此,它们不适用于长期测试,非常高的速度,也不适用于访问传感器以进行维修的应用。

在低速时,环和电刷之间的电连接相对无噪声,但是在较高速度下,电噪声最终会降低其性能。滑环的最大速度(rpm)由刷子和环之间界面处的表面速度决定。因此,对于较大或较高的扭矩容量传感器,最大操作速度将较低,因为较大的滑环因此在给定的rpm下具有较高的表面速度。对于中等容量的扭矩传感器,典型的最大转速将在2000rpm的范围内。对于非常低容量的测量,刷环界面可能是“拖曳扭矩”的来源,这可能是要克服的驱动扭矩的问题。

非接触式微型扭矩传感器(感应回路)

对于更高速(rpm)扭矩测量应用,可以使用旋转变压器系统。旋转变压器系统包括两个线圈,一个静态线圈连接到换能器外壳,一个旋转线圈连接到换能器轴。这提供了明显的优点,即转子和定子之间没有接触,并且包括来自旋转应变仪电桥电路的功率传输和信号传输。旋转变压器型扭矩传感器提供±0.2%的典型误差,速度可达18000rpm。

非接触微型扭矩传感器

旋转变压器系统的通用性足以用于特殊的扭矩传感器和空间有限的传感器。然而,由于这种设计采用了轴承,因此最大转速大于滑环设计,但受到轴承最大规定性能的限制。该系统还易受噪声和误差的影响,这些噪声和误差是由变压器初级到次级线圈的对准引起的。由于旋转变压器的特殊要求,还需要专门的信号调节,以产生大多数数据采集系统可接受的信号。

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( 发表人:李倩 )

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