扭矩傳感器發(fā)展趨勢及應(yīng)變片扭矩傳感器在傳感器行業(yè)的地位分析

時間：2020-01-05作者：深圳必優(yōu)傳感科技有限公司瀏覽：663

應(yīng)變片傳感器扭矩測量采用應(yīng)變電測技術(shù)。在彈性軸上粘貼應(yīng)變計組成測量電橋，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)殡娦盘柕淖兓瘡亩鴮?shí)現(xiàn)扭矩測量。傳感器就完成如下的信息轉(zhuǎn)換；傳感器由彈性軸、測量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。

隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)水平的大幅提升，扭矩傳感器在民用和*領(lǐng)域，一方面對汽車、船舶、飛機(jī)、鉆井等設(shè)備的需求量大幅增加，另一方面對這些設(shè)備的需求層次（包括速度、噸位、動力特性、安全性等）也發(fā)生了很大變化，這對扭矩測量也同樣提出了更多較高的要求，而研制高準(zhǔn)確度的扭矩傳感器是搞高扭矩測量精度的關(guān)鍵技術(shù)之一。

伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,扭矩測量技術(shù)已經(jīng)成為測試技術(shù)的新分支,扭矩測量的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,大到飛機(jī)、船舶、鉆井、發(fā)電設(shè)備和冶金礦山設(shè)備等，小到微電機(jī)、家用電器和鐘表游絲，扭矩測量是各種機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量檢驗(yàn)、優(yōu)化控制、工監(jiān)控和故障診斷等**的內(nèi)容。準(zhǔn)確的扭矩測量對縮短現(xiàn)代船舶裝備的研制同期、提高武器的性能、降低使用與**費(fèi)用具有重要作用。扭矩測量技術(shù)是綜合應(yīng)用機(jī)械、電子、物理、計算機(jī)等多方面知識的一門學(xué)樣，實(shí)現(xiàn)扭矩測量需要解決傳感器、能量供給和信號傳輸三方面的問題，其中傳感器的準(zhǔn)確度是關(guān)鍵技術(shù)問題之一，目前，國內(nèi)外研制和開發(fā)的扭矩傳感器種類很多，按照扭矩傳感器彈性元件和變形幾何參數(shù)、物理參數(shù)和靜力學(xué)關(guān)系，扭矩傳感器主要有應(yīng)變型、磁彈性型、轉(zhuǎn)角型三種。

應(yīng)變式扭矩傳感器是目前國內(nèi)外使用較多的一種扭矩傳感器，它采用在旋轉(zhuǎn)軸表面貼應(yīng)變片的傳統(tǒng)方法，利用適當(dāng)?shù)碾娐?*信號，然后進(jìn)行分析處理，測量精度可達(dá)0.1%FS，量程范圍可覆蓋所有需求，廣泛使用在靜態(tài)和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的扭矩測量上，磁彈性扭矩傳感器是利用彈性截面上的剪應(yīng)力，與扭矩成正比的關(guān)系，根據(jù)磁性材料在機(jī)械應(yīng)力作用下，其導(dǎo)磁性能發(fā)生對應(yīng)變化的原理設(shè)計，這類傳感器是非接觸式的，安裝使用方便，且不需要占用較大的空間，但這類傳感器較終測得的是磁致伸縮材料應(yīng)力，如何妥善地轉(zhuǎn)化為軸本身應(yīng)力或扭矩值得進(jìn)一步研究的問題。

轉(zhuǎn)角型扭矩傳感器是利用彈性體產(chǎn)生的變形角，及剪應(yīng)變角設(shè)計的，它實(shí)際所測的是角位移，也就是總變形，常要求被測軸要對長而細(xì)，因此主要用于長軸的扭扭測量。

應(yīng)變式扭矩傳感器因成本低廉，操作簡便，是目前國內(nèi)外使用較多的一種扭矩傳感器，**出金屬電阻比粘貼式傳感器起，至今發(fā)展到了采用電阻式應(yīng)變片，將電阻應(yīng)變生粘貼在被測對象彈性體表面*位置，由于彈性體受力產(chǎn)生應(yīng)變，致使電阻應(yīng)變的電阻發(fā)生變化，通過電橋和測量電路，把應(yīng)變轉(zhuǎn)換成電量信號，從而測出扭矩值。

扭矩傳感器的發(fā)展來看，扭矩傳感器在傳感器行業(yè)里有著很強(qiáng)大的發(fā)展趨勢：由靜態(tài)測試向動態(tài)在線檢測方向發(fā)展；測試系統(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; 向著小型化、集成化方向發(fā)展。傳感器的檢測部分可以通過結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計和優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)小型化，IC部分可以整合盡可能多的半導(dǎo)體部件、電阻到一個單獨(dú)的IC部件上，減少外部部件的數(shù)量；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、信息存儲和記憶。


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