Merkmale und Arbeitsprinzip von Drehmomentsensoren

Eigenschaften und Arbeitsprinzip der Drehmomentsensoren

 

Drehmomentsensoren sind in verschiedenen Branchen schnell zu einer wesentlichen Komponente geworden und etablieren sich als unverzichtbarer Bestandteil der Sensorfamilie.

 

I. Eigenschaften von Drehmomentsensoren:

 

1. Messfähigkeit: Sie können sowohl ein statisches als auch dynamisches Drehmoment sowie ein stationäres und das Rotationsdrehmoment messen.

2. hohe Genauigkeit und Stabilität: Sie bieten eine hohe Erkennungsgenauigkeit und gute Stabilität und sind so konzipiert, dass sie Störungen verhindern.

3. Kompakt und leicht: Diese Sensoren sind klein, leicht, leicht und in verschiedenen Installationsstrukturen erhältlich, wodurch sie einfach zu installieren und zu bedienen. Sie können kontinuierlich ein positives und negatives Drehmoment messen, ohne auf Null zurückzusetzen.

4. Haltbarkeit: ohne Verschleißteile wie leitfähige Ringe können sie für längere Zeit mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten.

5. Direkter Signalausgang: Die Sensoren geben Frequenzsignale aus, die direkt von Computern verarbeitet werden können.

6. hohe Überlastkapazität: Das in diesen Sensoren verwendete elastische Element kann sehr hohe Überlastungen standhalten.

 

ii. Messungsprinzip der Drehmomentsensoren:

 

Spezielle Torsionsdehnungsmessgeräte werden an der gemessenen elastischen Welle angebracht und bilden eine Dehnungsbrücke. Wenn dieser Brücke Strom versorgt wird, kann sie das torsionale elektrische Signal der Elastizitätswelle messen. Dieses Verformungssignal wird amplifiziert und in ein Frequenzsignal umgewandelt, das durch eine Druck-/Frequenzumwandlung proportional zur Torsionsreaktion umgewandelt wird. Der Energieeingang und die Signalausgabe für dieses System werden von zwei Sätzen spezieller ringförmiger Transformatoren verwaltet, die die kontaktlose Energie- und Signalübertragung erleichtern.

 

iii. Strukturprinzip der Drehmomentsensoren:

 

Ein grundlegender Drehmomentsensor wird gebildet, indem spezielle Torsionsmessstreifen an einer speziellen elastischen Welle angebracht werden, wodurch eine variable elektrische Brücke erzeugt wird. Die folgenden Komponenten sind an der Welle befestigt:

1. Die sekundäre Spule des Energy -Ring -Transformators,

2. Die primäre Spule des Signalringtransformators,

3. Eine gedruckte Leiterplatte auf der Welle, die die Stromversorgung von Gleichberechtigung und Stabilisierung, die Umwandlungsschaltung der Verstärkung der Instrumentierung, die Schaltung von V/F (Spannung zu Frequenz) und Signalausgangskreis umfasst.

 

IV. Arbeitsprozess von Drehmomentsensoren:

 

Eine 15 -V -Stromversorgung wird dem Sensor zur Verfügung gestellt. Ein Kristalloszillator in der Magnetschaltung erzeugt eine 400 -Hz -Quadratwelle, die durch den TDA2030 -Leistungsverstärker verstärkt wird, um eine AC -Magnetleistung zu erzeugen. Diese Leistung wird von der stationären Primärspule über den Energieringtransformator T1 auf die rotierende Sekundärspule übertragen. Die resultierende Wechselstromleistung wird von der Schaltung auf der Welle behoben und filtriert, um eine 5 -V -Gleichstromversorgung zu erhalten, die den operativen Verstärker AD822 versorgt. Eine hochpräzisen 4,5-V-DC-Netzteil, die durch die Referenzleiste AD589 und den Dual-Operational-Verstärker AD822 erzeugt wird, wird verwendet, um die Brücke, den Verstärker und den V/F-Konverter mit Strom zu versorgen.

 

Wenn sich die Gummibandschacht unterbricht, wird das von der Dehnungsbrücke nachgewiesene Deformationssignal auf ein starkes Signal von 1,5 V bis 1 V durch den Instrumentierungsverstärker AD620 verstärkt. Dieses Signal wird dann durch den V/F -Wandler LM131 in ein Frequenzsignal umgewandelt. Das Frequenzsignal wird über den Signalringtransformator T2 von der rotierenden Primärspule auf die stationäre Sekundärspule übertragen. Nach der Filterung und Gestaltung durch den Signalverarbeitungskreis im Sensorgehäuse wird das Frequenzsignal erhalten, das proportional zum auf die elastischen Wellen angelegten Drehmoment ist. Da es nur eine kleine Lücke von wenigen Millimetern zwischen den beweglichen und statischen Ringen gibt und ein Teil der Sensorwelle in ein Metallgehäuse eingeschlossen ist, wird eine wirksame Abschirmung erreicht, was zu einer starken Fähigkeit zur Anti-Interferenz führt.