数字相位差式扭矩仪的特点

数字相位差式扭矩仪的特点

     数字相位差式扭动仪由磁电式扭传感器和数字相位差计（二次仪表）两部分组成。在扭力轴两端安装有两个轮齿分别对称的测速齿轮，因齿轮外侧分别安装有一个磁电式转速传感器。扭力轴在动力源带动下旋转，在两个转速传感器中，分别得到近似正弦的电压信号 S1、S2。当扭力轴不受扭时，由于两齿轮处在理想的对称安装位置上，故此两信号是同相位的。扭力轴受扭后，将产生一个扭转角，引起两齿轮间相对位置错移，因而使两端输出信号S1和S2之间形成一个相位差。此相位差与扭转角成比例，而又与扭力轴所受扭矩T成比例。这样，传感器就把扭矩转换成两信号的相位差。因此，采用一台位差计做二次仪表并将测量结果值以扭矩单位表示，即可组成一套完整的扭矩测量仪。

扭力轴2上安装了两个外齿轮3、4，两个内齿轮5、6与长久磁铁9、10安装在圆筒13上。

圆筒可由固定在壳体1上的附加电动机14通过传动带15带动旋转。使用时，将扭力轴串接在传递扭矩的系统中，作为传动轴的一部分随轴一起转动，转速高时，附加电动机14不开动。这时外齿轮3、4随轴转动，而内齿轮5、6不动，使内、外齿轮轮齿之间的相对角位置发生变化，这时外齿轮3、4随轴转动，而面齿轮5、6不动，使内、外齿轮轮齿之间的相对象位置发生变化，时而两齿顶相对，时而齿顶与齿间相对。由此引起磁路气隙部分发生周期性变化，这样，两个线圈就感应出同频率近似正弦的电压信号。当扭力轴受扭以后，它的两端就发生相对扭转变形，产生一个扭转角，从而引起两个外齿轮3、4之间的相对位置错移，使由两个检测线圈7、8输出的正弦信号之间形成一个相位差。同前所述，为了测量扭矩值，只要将两个信号输往相位差计，测出相应的相位差值即可。

这种传感器若用于静态标定或用于测量静的扭矩时，扭力轴是不旋转的。为了获得内、外齿轮之间的相对运动，可开动附加电动机14通过传动带15带动内齿轮5、6转动，其转向应与扭力轴受扭方向相反，同样可以根据两个输出信号的相位差来测量扭矩。另外，在测量低转速轴的扭矩时，由于输出信号的幅值低会带来较大的测量误差。为了解决低转速下的测扭问题，也希望增加内、外齿轮之间的相对速度。此时也可开动附加电动机14。应注意的是，此时若同时测量转速信号，则测出的转速值为扭力轴转速与附加电动机14的转速之和。

相位差式扭矩传感器可由两个输出信号之间的相位差确定扭矩，同时可以由任意一个输出信号的频率确定轴的转速。因此，这种扭矩仪的二仪表实际上是数字相位差计和频率计的组合，可以用数字同时显示扭矩和转速。例如，国产型扭矩转速测量仪，它设有两个显示窗口，分别显示扭矩和转速。同时还设有打印输出接口，可将测量结果以8421编码串行输出至打印设备。此外，该仪器还具有输出扭矩和转速度模拟量的功能，可与光电记录波器配套使用，对瞬态变化的扭动和转速波形进行记录，绘制动态曲线。

常用国产CKY-810型扭矩传感器的技术数据为：

感测齿轮             齿数：60；模数：0.9mm

额定扭矩时的扭转角   额定扭矩Tmax                   50m

允许超载             ≤Tmax×20%

冲击超载             ≤Tmax×50%

测速范围            0～6000r/min

CKY-810系列扭矩传感器的测量范围由0.5m到3000m之间，分为12级。

 

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