
隨著數(shù)字技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展,各稱重行業(yè)對數(shù)字化電子衡器的需求愈來愈多,提出用數(shù)字稱重系統(tǒng)突破模擬稱重系統(tǒng)局限性的要求,對此模擬式稱重傳感器就無能為力了。因?yàn)樵诖酥?,稱重傳感器的研究都集中在對硬件精度方面,例如:創(chuàng)新彈性體結(jié)構(gòu),改進(jìn)制造工藝,完善電路補(bǔ)償與調(diào)整等。模擬式稱重傳感器的輸出信號小,抗干擾能力差,傳輸距離短,稱重顯示控制儀表復(fù)雜,組秤調(diào)試周期長等缺點(diǎn)依然如故。為滿足數(shù)字化電子衡器的需求,美國TOLEDO、STS和CARDINAL公司,德國HBM公司等先后研制出應(yīng)變式稱重傳感器,并以其輸出信號大,抗干擾能力強(qiáng),信號傳輸距離遠(yuǎn),易實(shí)現(xiàn)智能控制等特點(diǎn),成為數(shù)字化電子衡器和自動(dòng)稱重計(jì)量與控制系統(tǒng)的必選產(chǎn)品,形成一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)。
應(yīng)用技術(shù)研究也有突破性進(jìn)展:在傳統(tǒng)稱重模塊的基礎(chǔ)上,研制出新式稱重模塊。這是應(yīng)用新技術(shù)面對新挑戰(zhàn)的典型產(chǎn)品。其特點(diǎn)是組件化設(shè)計(jì),具有“即插即用”功能,可減少由于偏重、熱效應(yīng)影響,偶然超載等引起的稱重誤差,并可承受由于振動(dòng)、沖擊、攪拌或其它外力引起的偏重??傊?0年代兩項(xiàng)技術(shù)突破,80年代兩個(gè)重大變革,90年代納入高新技術(shù)面對新挑戰(zhàn)的研發(fā)理念,大地促進(jìn)了稱重傳感器技術(shù)的發(fā)展。
扭矩傳感器是采用應(yīng)變片電測技術(shù),在彈性軸上組成應(yīng)變橋,向應(yīng)變橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號。將該應(yīng)變信號放大后,經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換,變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號。該傳感器可以測量扭力、轉(zhuǎn)速及機(jī)械功率。
在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中,經(jīng)常需要測量的一個(gè)參數(shù)是旋轉(zhuǎn)扭矩,為了測量旋轉(zhuǎn)扭矩的大小就需要借助于扭矩傳感器,檢測旋轉(zhuǎn)扭矩的大小一般采用檢測扭轉(zhuǎn)角相位差的方式,扭矩都是通過旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的,如果在上面安裝外界電源的話,布線就有很大困難,所以扭矩傳感器一般采用電池供電的方式,該方法即為遙測扭矩儀,如果因?yàn)槠浣佑|不可靠,也會引起測量的誤差。
造出測量值與實(shí)際值相距甚遠(yuǎn),通過載波調(diào)制用無線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上發(fā)射至軸外,再用無線電接收的方法,就可以得到旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號,尤其是在情況下,在過去對于這個(gè)長的進(jìn)料管線和高動(dòng)態(tài),增加傳感器的信號電平,信號電平為±5V和/或通常±10V,扭矩測量技術(shù)的歷史演變。
在1678年開始,在這一年,羅伯特·胡克描述的胡克定律的材料延伸和相關(guān)材料張力之間的比例關(guān)系,電橋電路,它克服了導(dǎo)電滑環(huán)的很多缺點(diǎn),但它也有不足之處,比方說電池容量有限,只能短期可以使用,現(xiàn)在的扭矩傳感器制作都是將的測扭應(yīng)變片粘貼在被測彈性軸上,組成應(yīng)變橋,向應(yīng)變橋供電,就可以測量扭矩的大小。
它可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩信號的非接觸傳遞,檢測信號為數(shù)字信號,受外界干擾比較??;在齒輪的外側(cè)各安裝著一只接近傳感器,當(dāng)軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,這兩組傳感器就可以測量出兩組脈沖波,但體積較大,不易安裝和維護(hù),低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),測量不是很,現(xiàn)代轉(zhuǎn)矩傳感器通常有模擬信號輸出,在這些接口中,由相鄰的功率模塊和驅(qū)動(dòng)器的干擾是可能的。
好的方法就是采用數(shù)字扭矩傳感器,集成電子位于軸上的區(qū)域,上面的直徑減少,對被施加到的旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)變壓器和旋轉(zhuǎn)的電子附著在軸上,它是在應(yīng)變傳感器的基礎(chǔ)上增加兩組旋轉(zhuǎn)變壓器,實(shí)現(xiàn)了能源和信號的非接觸傳遞,它不受轉(zhuǎn)速大小,旋轉(zhuǎn)方向影響,吸取了上面方法的優(yōu)點(diǎn)并克服了其缺陷,是現(xiàn)在測量扭矩的通用做法。
扭矩傳感器特點(diǎn):
1、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)測量、供電及信號非接觸傳遞、輸出信號數(shù)字化。
2、檢測精度高、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)測量正反轉(zhuǎn)扭矩。
4、既可測量靜止扭矩,也可測量動(dòng)態(tài)扭矩。
5、可脫離二次儀表立使用,輸出信號可供PLC、PC直接使用。
6、可根據(jù)客戶要求非標(biāo)定制。
扭矩傳感器覆蓋范圍
0.05oz-in至400in-lbs(0.00035N-M至35N-M)
高轉(zhuǎn)速:10000
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扭矩傳感器信號調(diào)節(jié)卡產(chǎn)生的直流電壓,正比于施加的扭矩,并提供了完整的偏置和校準(zhǔn)控制。該模塊可通過DAC(數(shù)字到模擬)和ATOD(模擬到數(shù)字)設(shè)備連接到控制計(jì)算機(jī)。
使用該信號調(diào)節(jié)卡時(shí),需要一個(gè)直流電壓信號(歸零信號)。扭矩傳感器在空載的情況下,調(diào)節(jié)信號產(chǎn)生一個(gè)0扭矩信號(扭矩輸出),模擬轉(zhuǎn)矩輸出信號為直流電壓,表示持續(xù)測得的轉(zhuǎn)矩。
扭矩傳感器被清零時(shí),無需停止加載或運(yùn)轉(zhuǎn)裝置,傳感器的零參考電壓便可以為客戶回到傳感器校準(zhǔn)點(diǎn)提供一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。
扭矩傳感器主要用來測量扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械效率,它將扭力的變化轉(zhuǎn)化成電信號,其精度關(guān)系到所在測試系統(tǒng)的精度。其主要特點(diǎn)在于既可以測量靜止扭矩,也可以測量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩和動(dòng)態(tài)扭矩;并且檢測精度高,穩(wěn)定性好,抗干擾性強(qiáng);不需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測量正反轉(zhuǎn)扭矩,沒有導(dǎo)電環(huán)等磨損件,可以高轉(zhuǎn)速長時(shí)間運(yùn)行;它輸出高電平頻率信號可直接送計(jì)算機(jī)處理。機(jī)械動(dòng)力設(shè)備的扭矩變化是其運(yùn)行狀況的重要信息。
2.應(yīng)變片扭矩傳感器應(yīng)變片扭矩傳感器使用的是應(yīng)變電測技術(shù)。它的原理是利用彈性軸,粘貼應(yīng)變計(jì),組成了測量電橋,當(dāng)彈性軸受扭矩作用發(fā)生微小形變,電橋的電阻值就會發(fā)生變化,進(jìn)而電信號發(fā)生了變化,實(shí)現(xiàn)扭矩的測量。應(yīng)變片扭矩傳感器的特點(diǎn)是分辨能力高、誤差較小、測量范圍大、廉,便于選擇和大量使用。
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