動(dòng)態(tài)扭矩傳感器測(cè)量

文章出處：NaiChuang人氣：發(fā)表時(shí)間：2021-08-04 09:10:05

動(dòng)態(tài)扭矩傳感器，又稱轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器等。動(dòng)態(tài)扭矩傳感器是對(duì)各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上對(duì)扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測(cè)。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確的電信號(hào)。扭矩傳感器可以應(yīng)用在制造粘度計(jì)，電動(dòng)（氣動(dòng)，液力）扭力扳手，它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

該傳感器原理采用無(wú)線電遙測(cè)的方法，將扭矩應(yīng)變信號(hào)在旋轉(zhuǎn)軸上放大并進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，通過載波調(diào)制用無(wú)線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上發(fā)射至軸外，再用無(wú)線電接收的方法，就可以得到旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號(hào)。

我司的NCTE動(dòng)態(tài)扭矩傳感器提供一種技術(shù)對(duì)軸或單梁進(jìn)行特定改造形成磁場(chǎng)，NCTE擁有最先進(jìn)的脈沖磁化PCME技術(shù)，這一技術(shù)使得軸變成檢測(cè)力與力矩的傳感器成為可能；

那么，如何制造一個(gè)基于磁場(chǎng)測(cè)量的傳感器呢？
過程分為三步：

A. 對(duì)軸的預(yù)處理，包括機(jī)械加工，熱處理，消磁等；

B. 對(duì)軸進(jìn)行定向定區(qū)域磁化，通過NCTE的專利磁化設(shè)備，對(duì)軸的磁場(chǎng)進(jìn)行改造；也就是基于要測(cè)量的力和力矩，計(jì)算出軸的應(yīng)變分布，然后針對(duì)特定的區(qū)域進(jìn)行磁化，這一步就完成了第一傳感器的制作;

C. 標(biāo)定，這一步就是對(duì)磁場(chǎng)變化進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)換，通過NCTE專利的第二傳感器(檢測(cè)電路)將施加到軸上的標(biāo)準(zhǔn)力與力矩引起的磁場(chǎng)變化檢測(cè)出來(lái)并經(jīng)過后端的二次電路處理，轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的模擬/數(shù)字輸出；

在NCTE的經(jīng)驗(yàn)中，關(guān)鍵的技術(shù)在于軸的磁化以及結(jié)合第二傳感器的標(biāo)定；
了解了如何制造一個(gè)傳感器之后，基于客戶的實(shí)際應(yīng)用，我們有了第二個(gè)問題：
哪些材料的軸(單梁)適合進(jìn)行磁化轉(zhuǎn)化？
是否可以將軸(單梁)制作成第一傳感器，僅取決于材料的磁致伸縮性能；簡(jiǎn)而言之剛度越高，越適用于制作第一傳感器，硬剛度越高，磁化過程越容易，而當(dāng)力或力矩施加到軸上時(shí)，其變形越小，這意味著更少的磁滯。
根據(jù)NCTE的經(jīng)驗(yàn)。最適合作為磁化軸的材料如下：
5NiCrMo16（1.2767），
15NiCr13（1.5752），
X20Cr13（1.5032）
S155 / 300M
而磁化后，軸上的磁場(chǎng)性能也取決于之前軸的機(jī)加工和熱處理的細(xì)節(jié)，基于這些原因，我們將測(cè)試和評(píng)估每種材料的適用性和可以得出的測(cè)量潛在精度；
應(yīng)用案例：
我們的應(yīng)用在很多領(lǐng)域都有實(shí)現(xiàn)，如機(jī)器人關(guān)節(jié)扭矩，醫(yī)療設(shè)備中動(dòng)力軸部位的扭矩和應(yīng)力檢測(cè)；

應(yīng)用1，用于測(cè)量機(jī)器人關(guān)節(jié)的扭矩，集成于機(jī)器人關(guān)節(jié)之中，在有限的測(cè)量空間內(nèi)感知關(guān)節(jié)扭矩。

應(yīng)用2，傳動(dòng)軸扭矩測(cè)試，用于實(shí)時(shí)監(jiān)控驅(qū)動(dòng)軸扭矩

幾種軸的受力形式

技術(shù)優(yōu)勢(shì)
1.現(xiàn)有的軸可以直接轉(zhuǎn)化為第一傳感器，第二傳感器-檢測(cè)模塊可以根據(jù)安裝需求設(shè)計(jì)。
2.測(cè)量是在非接觸的情況下進(jìn)行的，沒有電纜，沒有磨損。
3.專利的磁化技術(shù)讓軸上磁編碼具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
4.用戶便捷體驗(yàn)
5.無(wú)需調(diào)整原始的軸設(shè)計(jì)；客戶完全控制機(jī)械屬性，并節(jié)省了適應(yīng)成本。
6.第二傳感器只占很小的空間空間適應(yīng)性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，批量生產(chǎn)可達(dá)成。
7.對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，外部強(qiáng)烈振動(dòng)，高溫，高轉(zhuǎn)速等條件下，傳感器仍然可以提供精確的測(cè)量結(jié)果；溫度高達(dá)125°C，轉(zhuǎn)速超過40,000 rpm，甚至油或水的存在不會(huì)損害傳感器的功能。
8.磁場(chǎng)測(cè)量無(wú)需維護(hù)，即使過載也不會(huì)損壞第二傳感器

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