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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, 扭矩測試是各種機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量檢驗(yàn)、優(yōu)化控制、工況監(jiān)測和故障診斷等必不可少的內(nèi)容 。扭矩傳感器已廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和智能控制上。目前, 國內(nèi)外研制和開發(fā)的扭矩傳感器種類很多, 從原理上講 , 主要分為應(yīng)變型 、磁彈性型 、轉(zhuǎn)角型和其他型等 4 種 。

此類扭矩傳感器是目前國內(nèi)外使用最多的一種傳感 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)碾娐啡〉眯盘?hào), 然后進(jìn)行分析處理 。圖 1 所示為 這種扭矩傳感器的貼片示意圖 。根據(jù)材料力學(xué)理論 , 受純 扭矩傳感器的軸, 其表面主應(yīng)力的方向與軸線成 45°和 135° 角,主應(yīng)力的絕對(duì)值等于最大的剪應(yīng)力 。因此在扭矩傳感器 器的扭轉(zhuǎn)軸上, 沿與軸線成 45°和 135°兩個(gè)方向各貼兩 片應(yīng)變片, 并將它們接成差動(dòng)全橋, 其輸出電壓正比于 扭轉(zhuǎn)軸所受的扭矩。

此種扭矩傳感器因成本低廉和操作簡 便仍廣泛使用在靜態(tài)和低速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的扭矩測量 上。過去采用較多的用集流環(huán)傳輸扭矩信息的方法 ,因其觸頭的磨損和接觸電阻的變化 ,影響到扭矩傳感器的測 量精度和使用壽命 ,而且存在著較大的噪聲。