Egenskaper och arbetsprincip för vridmomentsensorer

Egenskaper och arbetsprincip för vridmomentsensorer

 

Vridmomentsensorer har snabbt blivit en väsentlig komponent i olika branscher och etablerar sig som en oumbärlig del av sensorfamiljen.

 

I. Egenskaper för vridmomentsensorer:

 

1. Mätförmåga: De kan mäta både statiskt och dynamiskt vridmoment, liksom både stationärt och roterande vridmoment.

2. Hög noggrannhet och stabilitet: De erbjuder hög detekteringsnoggrannhet och god stabilitet och är utformade för att förhindra störningar.

3. Kompakt och lätt: dessa sensorer är små i storlek, lätta och finns i olika installationsstrukturer, vilket gör dem enkla att installera och använda. De kan kontinuerligt mäta positivt och negativt vridmoment utan behov av återställning till noll.

4. Hållbarhet: Utan slitdelar som ledande ringar kan de arbeta med höga hastigheter under längre perioder.

5. Direkt signalutgång: Sensorerna utgång på hög nivå frekvenssignaler som kan behandlas direkt av datorer.

6. Hög överbelastningskapacitet: Det elastiska elementet som används i dessa sensorer kan tåla mycket höga överbelastningar.

 

ii. Mätningsprincip för vridmomentsensorer:

 

Special Torsional stammätare är fästa vid den elastiska axeln som mäts, och bildar en töjningsbro. När kraften levereras till denna bro kan den mäta den vorsionella elektriska signalen för den elastiska axeln. Denna deformationssignal amplifieras och omvandlas till en frekvenssignal som är proportionell mot vridningsreaktionen genom en tryck/frekvensomvandling. Energiinmatning och signalutgång för detta system hanteras av två uppsättningar av speciella ringformade transformatorer som underlättar kontaktlös energi och signalöverföring.

 

iii. Strukturell princip för vridmomentsensorer:

 

En grundläggande vridmomentsensor bildas genom att fästa speciella torsionsmätremsor till en speciell elastisk axel, vilket skapar en variabel elektrisk bro. Följande komponenter är fixerade på axeln:

1. Den sekundära spolen för energiringtransformatorn,

2. Den primära spolen för signalringstransformatorn,

3. Ett tryckt kretskort på axeln, som inkluderar rektifiering och stabilisering av strömförsörjning, instrumentförstärkningskrets, v/f (spänning-till-frekvens) omvandlingskrets och signalutgångskrets.

 

iv. Arbetsprocess för vridmomentsensorer:

 

En 15V strömförsörjning tillhandahålls till sensorn. En kristalloscillator i magnetkretsen genererar en 400Hz kvadratvåg, som förstärks av TDA2030 -kraftförstärkaren för att producera en växelströmsmagnetisk kraftförsörjning. Denna kraft överförs från den stationära primära spolen till den roterande sekundära spolen genom energiringtransformatorn T1. Den resulterande växelströmmen korrigeras och filtreras av kretsen på axeln för att erhålla en 5V DC -strömförsörjning, som driver den operativa förstärkaren AD822. En högprecision 4.5V DC-strömförsörjning, producerad av referenskraftkällan AD589 och dubbla operativa förstärkare AD822, används för att driva bron, förstärkaren och v/f-omvandlaren.

 

När den elastiska axeln genomgår torsion, amplifieras MV-nivå deformationssignal som upptäcks av stambron till en stark signal om 1,5V till 1V av instrumenteringsförstärkaren AD620. Denna signal omvandlas sedan till en frekvenssignal av V/F -omvandlaren LM131. Frekvenssignalen överförs från den roterande primära spolen till den stationära sekundära spolen via signalringstransformatorn T2. Efter filtrering och formning med signalbehandlingskretsen i sensorhuset erhålls frekvenssignalen, som är proportionell mot det vridmoment som appliceras på den elastiska axeln. Eftersom det bara finns ett litet gap på några millimeter mellan rörliga och statiska ringar, och en del av sensoraxeln är innesluten i ett metallhus, uppnås effektiv skärmning, vilket resulterar i stark anti-interferensförmåga.