詳細(xì)介紹
科普里驅(qū)動(dòng)器全新*
科普里驅(qū)動(dòng)器全新*
上海持承自動(dòng)化設(shè)備有限公司
扭矩傳感器
扭矩傳感器,(又稱力矩傳感器、扭力傳感器、轉(zhuǎn)
矩傳感器、扭矩儀)分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩大類,其中
動(dòng)態(tài)扭矩傳感器又可叫做轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳
感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器等。 扭
矩傳感器是對(duì)各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上對(duì)扭轉(zhuǎn)
力矩感知的檢測(cè)。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)
換成精確的電信號(hào)。扭矩傳感器可以應(yīng)用在制造粘
度計(jì),電動(dòng)(氣動(dòng),液力)扭力扳手,它具有精度
高,頻響快,可靠性好,壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
中文名 扭矩傳感器 外文名 MRT 又 稱 力矩傳感
器、扭力傳感器 分 類 動(dòng)態(tài)和靜態(tài) 優(yōu) 點(diǎn) 精度高
,頻響快,可靠性好
目錄
1 基本介紹
2 兩類傳感器
3 高性能無(wú)線型
4 電子式
5 應(yīng)用范圍
6 產(chǎn)品信息
? 基本原理
? 產(chǎn)品特點(diǎn)
7 信號(hào)傳輸
? 信號(hào)輸出
? 信號(hào)采集
8 注意事項(xiàng)
9 安裝使用
? 使用環(huán)境
? 安裝方式
10 利與弊
? 發(fā)展趨勢(shì)
? 不足之處
基本介紹編輯
扭矩是在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中頻繁涉及到的參數(shù),為
了檢測(cè)旋轉(zhuǎn)扭矩,使用較多的是扭轉(zhuǎn)角相位差式傳
感器。該傳感器是在彈性軸的兩端安裝著兩組齒數(shù)
、形狀及安裝角度*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。
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(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
將的測(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。但是在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)中,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(lái)完成。 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。并且由于接觸不可靠引起信號(hào)波動(dòng),從而造成
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(wú)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(wú)線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上
發(fā)射至軸外,再用無(wú)線電接收的方法,就可以得到
旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號(hào)。 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。
兩類傳感器編輯
非接觸式扭矩傳感器
非接觸式扭矩傳感器輸入軸和輸出軸由扭桿連接起
來(lái),輸入軸上有花鍵,輸出軸上有鍵槽。當(dāng)扭桿受
方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí),輸入軸上的花
鍵和輸出軸上鍵槽之間的相對(duì)位置就被改變了。花
鍵和鍵槽的相對(duì)位移改變量等于扭轉(zhuǎn)桿的扭轉(zhuǎn)量,
使得花鍵上的磁感強(qiáng)度改變,磁感強(qiáng)度的變化,通
過線圈轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。非接觸扭矩傳感器由于采
用的是非接觸的工作方式,因而壽命長(zhǎng)、可靠性高
,不易受到磨損、有更小的延時(shí)、 受軸的偏轉(zhuǎn)和軸
向偏移的影響更小,已經(jīng)廣泛用于轎車領(lǐng)域。 [1]
應(yīng)變片扭矩傳感器
應(yīng)變片傳感器扭矩測(cè)量采用應(yīng)變電測(cè)技術(shù)。在彈性
軸上粘貼應(yīng)變計(jì)組成測(cè)量電橋,當(dāng)彈性軸受扭矩產(chǎn)
生微小變形后引起電橋電阻值變化,應(yīng)變電橋電阻
的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的變化從而實(shí)現(xiàn)扭矩測(cè)量。傳
感器就完成如下的信息轉(zhuǎn)換;傳感器由彈性軸、測(cè)
量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。
高性能無(wú)線型編輯
高性能無(wú)線扭矩傳感器將傳感器與無(wú)線通信技術(shù)結(jié)
合在一起,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。扭矩電信號(hào)由
單片機(jī)控制的信號(hào)處理電路進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換之后
,編碼器將采集到的數(shù)字量編碼傳送給發(fā)射模塊進(jìn)
行發(fā)送。接收模塊接收到數(shù)據(jù)后,解碼器將譯出的
數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī),由LED顯示得到的扭矩?cái)?shù)據(jù)值。
傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)射電路由扭矩傳感器、信號(hào)處理
部分、單片機(jī)和無(wú)線發(fā)射電路組成。扭矩傳感器將
電阻應(yīng)變片產(chǎn)生的應(yīng)變電信號(hào)傳送到信號(hào)處理電路
。信號(hào)處理部分對(duì)傳感器模擬信號(hào)提取放大,并進(jìn)
行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。微處理器負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)各部分器件的
工作,并對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。無(wú)線發(fā)射電路在微
處理器的控制下,由編碼器將采集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)
行相應(yīng)的編碼和處理,并用發(fā)射模塊發(fā)射出。實(shí)現(xiàn)
無(wú)線傳輸。
電子式編輯
電子式扭矩儀是一種針對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)能
效評(píng)測(cè)的便攜式高性能軸功率測(cè)量?jī)x器。電子式扭
矩儀創(chuàng)造性的摒棄了傳統(tǒng)機(jī)電式扭矩傳感器繁瑣、
復(fù)雜、在很多現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下不易實(shí)現(xiàn)的安裝過程,實(shí)
現(xiàn)了風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)效率的實(shí)時(shí)測(cè)量,監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)、
水泵電機(jī)在使用過程中各環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài),對(duì)研究
風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)的使用狀態(tài)提供了實(shí)時(shí)、真實(shí)、可
靠的數(shù)據(jù);避免了因機(jī)電式扭矩傳感器安裝不當(dāng)對(duì)
試驗(yàn)結(jié)果造成的影響。
電子式扭矩儀能*取代傳統(tǒng)扭矩傳感器的軸功率
測(cè)量功能,并且能獲取風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)的實(shí)時(shí)效率
,為風(fēng)機(jī)、水泵機(jī)組節(jié)能提供了嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)評(píng)測(cè)手
段。
電子式扭矩儀
電子式扭矩儀(3張)
應(yīng)用范圍編輯
扭矩傳感器是一種測(cè)量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械功率
的精密測(cè)量?jī)x器。應(yīng)用范圍十分廣泛,主要用于:
1、電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備輸出扭
矩及功率的檢測(cè);
2、風(fēng)機(jī)、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的
檢測(cè);
3、鐵路機(jī)車、汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、船舶、礦山機(jī)
械中的扭矩及功率的檢測(cè);
4、可用于污水處理系統(tǒng)中的扭矩及功率的檢測(cè);
5、可用于制造粘度計(jì);
6、可用于過程工業(yè)和流程工業(yè)中;
7、可以應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室,測(cè)試部門以及生產(chǎn)監(jiān)控和質(zhì)
量控制;
產(chǎn)品信息編輯
基本原理
扭矩的測(cè)量:采用應(yīng)變片電測(cè)技術(shù),在彈性軸上組
成應(yīng)變橋。如圖1所示:
產(chǎn)品特點(diǎn)
1.信號(hào)輸出可任意選擇波形─方波或脈沖波。
2.檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)。
3.不需反復(fù)調(diào)零即可;連續(xù)測(cè)量正反扭矩。
4.即可測(cè)量靜止扭矩,也可測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩。
5.體積小、重傳感器可脫離二次儀表獨(dú)立使用,只要
按插座針號(hào)提供 +15V,-15V(200mA)的電源,
即可輸出阻抗與扭矩成正比的等方波或脈沖波頻率
信號(hào)。量輕、易于安裝。
6.測(cè)量范圍: 0—10000Nm標(biāo)準(zhǔn)可選, 非標(biāo)準(zhǔn)2萬(wàn)
Nm、3萬(wàn)Nm、5萬(wàn)Nm、8萬(wàn)Nm、10萬(wàn)Nm,特殊
量程可定制。
信號(hào)傳輸編輯
信號(hào)輸出
· 方波信號(hào)、脈沖信號(hào)。
· 扭矩傳感器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出是頻率信號(hào),即5-
15KHz;為了適應(yīng)客戶需求,無(wú)需外置模塊,與原
始輸出電路整合設(shè)計(jì)直接輸出4-20mA、0-20mA、
1-5V、0-5V模擬信號(hào),方便客戶采。
2、扭矩信號(hào)處理形式:
· 扭矩傳感器輸出的頻率信號(hào)送到頻率計(jì)或數(shù)字表,
直接讀取與扭矩成正比的頻率信號(hào)或電壓、電流信
號(hào)。
· 扭矩傳感器的扭矩與頻率信號(hào)送給單片機(jī)二次儀表
,直接顯示實(shí)時(shí)扭矩值、轉(zhuǎn)速及輸出功率值及
RS232通訊信號(hào)。
· 直接將扭矩與轉(zhuǎn)速的頻率信號(hào)送給計(jì)算機(jī)或 PLD進(jìn)
行處理。 [1]
信號(hào)采集
頻率輸出信號(hào)的信號(hào)采集頻率信號(hào)輸出時(shí),與后續(xù)
的信號(hào)采集設(shè)備的建議接口電路如圖所示
頻率信號(hào)采集
頻率信號(hào)采集
電流或電壓輸出信號(hào)的信號(hào)采集如圖所示。
電流電壓信號(hào)采集
電流電壓信號(hào)采集
注意事項(xiàng)編輯
1.安裝時(shí),不能帶電操作,切莫直接敲打、碰撞傳感
器。
2.聯(lián)軸器的緊固螺栓應(yīng)擰緊 ,聯(lián)軸器的外面應(yīng)加防護(hù)
罩,避免人身傷害。
3.信號(hào)線輸 出不得對(duì)地 ,對(duì)電源短路,輸出電流不大于
10mA· 屏蔽電纜線的屏蔽層必須與 +15V電源的公
共端(電源地)連接。
安裝使用編輯
使用環(huán)境
扭矩傳感器應(yīng)安裝在環(huán)境溫度為0℃ ~ 60℃,相對(duì)
濕度小于90%,無(wú)易燃、易爆品的環(huán)境里。不宜安
裝在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中。
安裝方式
(1) 水平安裝:如圖11所示:
(2) 垂直安裝:圖12所示:
3、連接方式: 扭矩傳感器與動(dòng)力設(shè)備、負(fù)載設(shè)備之
間的連接
(1)彈性柱銷聯(lián)軸器連接如圖13所示,此種連接方
式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工容易,維護(hù)方便。能夠微量補(bǔ)償
安裝誤差造成的軸的相對(duì)偏移,同時(shí)能起到輕微減
振的作用。適用于中等載荷、起動(dòng)頻繁的高低速運(yùn)
轉(zhuǎn)場(chǎng)合,工作溫度為-20-70℃。
(2)剛性聯(lián)軸器連接如圖14所示,這種連接形式結(jié)
構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,無(wú)補(bǔ)償性能,不能緩沖減振,對(duì)
兩軸的安裝精度較高。用于振動(dòng)很小的工況條件。
4、安裝要求:
(1) 扭矩傳感器可水平安裝,也可垂直安裝。
(2) 如圖11、12所示,動(dòng)力設(shè)備、傳感器、負(fù)載
設(shè)備應(yīng)安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上,以避免過大的震動(dòng),
否則可能發(fā)生數(shù)據(jù)不穩(wěn),降低測(cè)量精度,甚至損壞
傳感器。
(3) 采用彈性柱銷聯(lián)軸器或剛性聯(lián)軸器連接。
(4) 動(dòng)力設(shè)備、傳感器、負(fù)載設(shè)備軸線的同心度應(yīng)
小于Φ0.05mm。
利與弊編輯
發(fā)展趨勢(shì)
隨著自控系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展,對(duì)扭矩傳感器的
精度、可靠性和響應(yīng)速度提出了更高的要求。扭矩
傳感器正呈現(xiàn)以下的發(fā)展趨勢(shì):
1、測(cè)試系統(tǒng)向微型化數(shù)字化、智能化、虛擬化和網(wǎng)
絡(luò)化方向發(fā)展;
2、從單功能向多功能發(fā)展,包括自補(bǔ)償、自修正、
自適應(yīng)、自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定、狀態(tài)組合、信息存儲(chǔ)
和記憶;
3、向著小型化、集成化方向發(fā)展。傳感器的檢測(cè)部
分可以通過結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化,
IC部分可以整合盡可能多的半導(dǎo)體部件、電阻到一
個(gè)單獨(dú)的IC部件上,減少外部部件的數(shù)量;
4、由靜態(tài)測(cè)試向動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)方向發(fā)展;
不足之處
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(wú)關(guān),與轉(zhuǎn)速大小
無(wú)關(guān),與旋轉(zhuǎn)方向無(wú)關(guān)。
上海持承隨時(shí)歡迎您的來(lái)電查詢,如需選型請(qǐng)及時(shí)
來(lái)電,希望合作愉快!
Copley l中國(guó)代理商-上海持承自動(dòng)化設(shè)
備
Copley Corporation 為工業(yè)控制領(lǐng)域提供
高效運(yùn)動(dòng)控制解決方案,涉及半導(dǎo)體、生命科學(xué)、
自動(dòng)化生產(chǎn)線、測(cè)試測(cè)量和包裝行業(yè)。Copley公司
總部設(shè)在美國(guó),電機(jī)工廠在英國(guó)。Copley公司在與
OEM伙伴合作方面已有二十多年的經(jīng)驗(yàn)。我們
領(lǐng)域內(nèi)的業(yè)務(wù)主要由分布在美國(guó)、英國(guó)、亞洲的銷
售和當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)人員進(jìn)行支持。
Xenus:數(shù)字式CANopen驅(qū)動(dòng)器 適配有刷、無(wú)刷直
流電機(jī)
輸入電流100-240VAC
持續(xù)電流:6~20A
控制方式:脈沖+方向、PWM速度/電流控制、10v
速度/電流 ;
反饋接口:編碼器、模擬量編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、
編碼器;
相關(guān)型號(hào):
Xenus標(biāo)準(zhǔn)型:
XSL-230-18、
XSL-230-36
XSL-230-40
Xenus旋轉(zhuǎn)變壓器反饋型:
XSL-230-18-R
XSL-230-36-R
XSL-230-40-R
Accelnet:數(shù)字式CANopen驅(qū)動(dòng)器 適配無(wú)刷、有
刷直流電機(jī)
輸入電流:20-180VDC
持續(xù)電流:3~12A
控制方式:脈沖+方向、PWM速度/電流控制、10v
速度/電流 ;
反饋接口:編碼器;
相關(guān)型號(hào):
Acelnet面板式:
ACP-055-18
ACP-090-09
ACP-090-18
ACP-090-36
ACP-180-09 818
ACP-180-18
Acelnet Micro 面板式:
ACJ-055-09
ACJ-055-18
ACJ-090-18
ACJ-090-03
ACJ-090-09
ACJ-090-18
Accelnet PCB模塊式:
ACM-055-18
ACM-090-09
ACM-180-09
ACM-180-18
ACM-180-20
Mic.PCB 模塊式:
ACK-055-06
ACK-090-04
Junus:數(shù)字式驅(qū)動(dòng)器 適配有刷直流電機(jī)
輸入電流:20-180VDC
持續(xù)電流:5~15A
控制方式: PWM速度/電流控制、10v速度/電流 ;
反饋接口:反電動(dòng)勢(shì);
相關(guān)型號(hào):
JSP-090-10
JSP-090-20
JSP-180-10
JSP-180-20
Stepnet: 數(shù)字式CANopen驅(qū)動(dòng)器 適配步進(jìn)電機(jī)
輸入電流 VAC、VDC
持續(xù)電流:2~10A
控制方式:脈沖+方向、PWM速度/電流控制、10v
速度/電流 ;
反饋接口:編碼器;
相關(guān)型號(hào):Stepnet面板式:
STP-075-07 以下中國(guó)供應(yīng)商已發(fā)
Stepnet PCB模塊式:
STM-075-07
Stepnet Micro PCB模塊式:
STL-055-04
STL-075-03
Accelus:數(shù)字式驅(qū)動(dòng)器 適配無(wú)刷、有刷直流電機(jī)
輸入電流20-180VDC
持續(xù)電流:3~12A
控制方式:脈沖+方向、PWM速度/電流控制、10v
速度/電流;
反饋接口:編碼器;
相關(guān)型號(hào):Accelus面板式
ASP-055-18
ASP-090-09
ASP-090-18
ASP-090-36
ASP-180-09
ASP-180-18
Accelus卡式
ASC-055-18
ASC-090-09
COPLEY驅(qū)動(dòng)器
ACJ-055-18
XENUS系列 100-240VAC
XTL-230-18
XTL-230-36
XTL-230-40
XSJ-230-02
XSJ-230-06
XSJ-230-10
XPL-230-18
XPL-230-36
XPL-230-40
XEL-230-18
XEL-230-36
XEL-230-40
ACCEINET 20-55VDC 20-90VDC 20-180VDC
ADP-055-18
ADP-090-09
ADP-090-18
ADP-090-36
ADP-180-09
ADP-180-18
ACJ-055-09
ACJ-055-18
ACJ-090-03
ACJ-090-09
ACJ-090-12
ACM-055-18
ACM-090-09
ACM-090-24
ACM-180-09
ACM-180-18
ACM-180-20
ACK-055-06
ACK-055-10
ACK-090-04 機(jī)電之家
ACK-090-08
AEP-055-18
AEP-090-09 產(chǎn)品
AEP-090-18
AEP-090-36
AEP-180-09
AEP-180-18
APM-090-06
APM-090-14
APM-090-24
AEM-090-06
AEM-090-14
AEM-090-24
AP2-090-06
AP2-090-14
AE2-090-06
AE2-090-14
STEPNET系列
STX-115-07 100-120VAC 100-230VAC
STX-230-07
STP-075-07 20-75VDC
STP-075-10
STM-075-07 20-75VDC
STL-055-04 20-55VDC
STL-075-03
ST3-055-04 20-55
SPM090-07
SEM-090-07 產(chǎn)品網(wǎng)
SP2-090-07
SE2-090-07
XML-230-18
XML-230-36
XML-230-40
AMP-055-18
AMP-090-09
AMP-090-18
AMP-090-36
AMP-180-09
AMP-180-18
ASP-055-18
ASP-090-09
ASP-090-18
ASP-090-36
ASP-180-09
ASP-180-18
ASC-055-18
ASC-090-09
JSP-090-10
JSP-090-20
JSP-180-10
JSP-180-20
JSP-180-30
模擬驅(qū)動(dòng)器
7225AC
7425AC
直流供電無(wú)刷驅(qū)動(dòng)器
BTM-055-20
BTM-090-10
503
直流供電有刷驅(qū)動(dòng)器
412CE
413CE
421CE
422CE
執(zhí)行器
STA11
STA25
XTA38
直線電機(jī)
STB11
STB25
XTB38
模組
ST11 MODULE
ST25
XT38
冷卻器
XHB3804
XHB3810
PCI卡
CAN-IPM-01
CAN-PCI-02