轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器工作原理

　　轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器安裝于功率傳動(dòng)軸之間，它和TR-1型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測(cè)量?jī)x及CZ型磁粉制動(dòng)器配合使用，可以測(cè)量各種發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、液壓泵、齒輪箱等動(dòng)力機(jī)械及傳動(dòng)機(jī)械在0-6000轉(zhuǎn)/分范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率。

　　工作原理

　　轉(zhuǎn)矩傳感器主要由扭力軸、磁檢測(cè)器，轉(zhuǎn)筒及殼體等四部分組成。磁檢測(cè)器包括配對(duì)的兩組內(nèi)、外齒輪，永久磁鋼和感應(yīng)線圈。外齒輪安裝載扭力軸測(cè)量段的兩端；內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)筒內(nèi)，和外齒輪相對(duì)，永久磁鋼緊接內(nèi)齒輪安裝在轉(zhuǎn)筒內(nèi)。永久磁鋼，內(nèi)外齒輪構(gòu)成環(huán)狀閉合磁路，感應(yīng)線圈固定在殼體的兩端蓋內(nèi)。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下，內(nèi)齒輪隨同轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)。

　　內(nèi)外齒輪是變位齒輪，并不齒合，齒頂六由工作氣隙，內(nèi)外齒輪的齒頂相對(duì)時(shí)氣隙最窄，齒頂和齒槽相對(duì)時(shí)，氣隙最寬。內(nèi)外齒輪在相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，齒頂和齒槽交替對(duì)，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒位時(shí)，工作氣隙發(fā)生一個(gè)周期的變化，磁路的磁阻和磁通隨之相應(yīng)作周期變化，因此線圈中感應(yīng)出近似正弦波的電壓訊號(hào)，訊號(hào)電壓瞬時(shí)值的變化和內(nèi)外齒輪的相對(duì)位置的變化是一致的。

　　如果兩組檢測(cè)器的齒輪的投影互相重合時(shí)、兩組電壓訊號(hào)的相位差為零。安裝時(shí)，兩只內(nèi)齒輪的投影是重合的。而扭力軸上的兩只外齒輪是按錯(cuò)動(dòng)半個(gè)齒安裝的。因此，兩個(gè)電壓訊號(hào)具有半個(gè)周期的相位差，即初始相位差為α0=180°。若齒輪為120齒，分度角為3°，相位差為180°時(shí)，相應(yīng)外齒輪錯(cuò)動(dòng)1.5°。

　　當(dāng)扭力軸受到扭矩作用時(shí)，產(chǎn)生扭角β，兩只外齒輪的錯(cuò)位角變?yōu)?.5°±β兩個(gè)電壓訊號(hào)的相差角相應(yīng)變?yōu)椋害?120×（1.5°±β）=180°±120β。扭角和扭矩是成正比例的，因此扭角的變化和扭矩成正比，即相位差角的變化△α=α-α0=±120β=120K1M=KM式中K1為相位差角和扭矩的比例系數(shù)，K=±120K1，“±”另表示轉(zhuǎn)動(dòng)方向。設(shè)扭力軸測(cè)量段的直徑為d，長(zhǎng)度為L(zhǎng)，扭力軸材料的剪切彈性模為G，則K1=32L/πdG。

　　將傳感器的兩個(gè)電壓訊號(hào)輸入TR-1轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測(cè)量?jī)x，經(jīng)過(guò)儀表將電壓訊號(hào)進(jìn)行放大、整形、檢相、變換成計(jì)數(shù)脈沖，然后計(jì)數(shù)和顯示，便可直接讀出扭矩和轉(zhuǎn)速的測(cè)量結(jié)果。由于采用磁電轉(zhuǎn)換、相位差原理和數(shù)字顯示的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量方法，因此能進(jìn)行穩(wěn)定、可靠、快速、靈敏的高精度測(cè)量。

　　應(yīng)用范圍

　　轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器是一種測(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(guò)程工業(yè)和流程工業(yè)中。