扭矩傳感器，又稱扭矩儀。扭矩傳感器是對(duì)各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械零件上扭矩感知的檢測(cè)。扭矩傳感器將扭矩的物理變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

扭矩傳感器的工作原理:

一般來(lái)說(shuō)，扭矩就是外扭矩。比如機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)是動(dòng)力源提供的外力矩的結(jié)果，而力矩是內(nèi)力矩。主軸工作時(shí)，刀具切削力對(duì)主軸的反作用力使其產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)彈性變形，可用來(lái)測(cè)量扭矩。力矩是使物體轉(zhuǎn)動(dòng)或扭轉(zhuǎn)的力矩，等于力和力臂的乘積。

轉(zhuǎn)矩是旋轉(zhuǎn)動(dòng)力系統(tǒng)中常涉及的參數(shù)。為了檢測(cè)轉(zhuǎn)矩，扭轉(zhuǎn)角相位差傳感器被廣泛使用。扭矩傳感器是在彈性軸的兩端安裝兩組齒數(shù)、形狀和安裝角度相同的齒輪，在每個(gè)齒輪的外側(cè)安裝一個(gè)接近(磁或光)傳感器。當(dāng)彈性軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩組傳感器可以測(cè)量?jī)山M脈搏波。通過(guò)比較兩組脈搏波前后沿的相位差，可以計(jì)算出彈性軸所承受的扭矩量。

扭矩傳感器的成熟測(cè)試方法是應(yīng)變電測(cè)技術(shù)，它具有精度高、頻響快、可靠性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。用應(yīng)變膠將測(cè)量扭矩的專用應(yīng)變片貼在被測(cè)彈性軸上，形成應(yīng)變橋。如果應(yīng)變電橋有工作電源，就可以測(cè)得彈性軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的電信號(hào)。這是基本的扭矩傳感器模式。

然而，在旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳輸系統(tǒng)中，棘手的問(wèn)題是如何在旋轉(zhuǎn)部分和靜止部分之間可靠地傳輸旋轉(zhuǎn)體上的應(yīng)變橋的橋壓輸入和檢測(cè)到的應(yīng)變信號(hào)輸出，這通常通過(guò)使用導(dǎo)電滑環(huán)來(lái)完成。由于導(dǎo)電滑環(huán)是摩擦接觸，不可避免地磨損發(fā)熱，限制了轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽命。并且接觸不可靠造成信號(hào)波動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)量誤差大，甚至測(cè)量不成功。

為了克服導(dǎo)電滑環(huán)的缺陷，另一種方法是采用無(wú)線電遙測(cè):扭矩應(yīng)變信號(hào)在轉(zhuǎn)軸上放大，經(jīng)V/F轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，通過(guò)載波調(diào)制由無(wú)線電發(fā)射從轉(zhuǎn)軸傳到軸外，再由無(wú)線電接收即可得到轉(zhuǎn)軸扭轉(zhuǎn)的信號(hào)。轉(zhuǎn)軸上的能源是固定在轉(zhuǎn)軸上的電池。這種方法就是遙測(cè)扭矩儀。