Характеристики и принцип на работа на сензорите за въртящ момент

Характеристики и принцип на работа на сензорите на въртящия момент

 

сензорите за въртящ момент бързо се превърнаха в съществен компонент в различни индустрии, установявайки се като незаменима част от семейството на сензорите.

 

I. Характеристики на сензорите на въртящия момент:

 

1. Възможност за измерване: Те могат да измерват както статичния, така и динамичния въртящ момент, както и за стационарен, и въртящ се въртящ момент.

2. Висока точност и стабилност: Те предлагат висока точност на откриване и добра стабилност и са проектирани да предотвратяват смущения.

3. Компактни и леки: Тези сензори са с малки размери, леки и се предлагат в различни инсталационни конструкции, което ги прави лесни за инсталиране и използване. Те могат непрекъснато да измерват положителния и отрицателния въртящ момент, без да е необходимо да се нулират до нула.

4. Издръжливост: Без износване на части като проводими пръстени, те могат да работят с високи скорости за продължителни периоди.

5. Директен изход на сигнала: Сензорите извеждат честотни сигнали на високо ниво, които могат да бъдат директно обработени от компютри.

6. Капацитет на висок претоварване: Еластичният елемент, използван в тези сензори, може да издържи много високо претоварване.

 

II. Принцип на измерване на сензорите на въртящия момент:

 

Специални измервателни габарити за усукване са прикрепени към измерването на еластичния вал, образувайки мост на напрежение. Когато захранването на мощността на този мост, тя може да измери торсионалния електрически сигнал на еластичния вал. Този деформационен сигнал се амплифицира и се преобразува в честотен сигнал, пропорционален на торсионната реакция чрез преобразуване на налягане/честота. Входът на енергия и изходът на сигнала за тази система се управляват от два набора от специални трансформатори с форма на пръстен, които улесняват безконтактната енергия и предаването на сигнала.

 

iii. Структурен принцип на сензорите на въртящия момент:

 

Основен сензор за въртящ момент се образува чрез прикрепване на специални ленти за измерване на торсион към специален еластичен вал, създавайки променлив електрически мост. Следните компоненти са фиксирани към вала:

1. Вторичната намотка на трансформатора на енергийния пръстен,

2. Основната намотка на трансформатора на сигналния пръстен,

3. Отпечатана платка на вала, която включва захранване на захранване и стабилизиране, верига за усилване на инструмента, V/F (напрежение-честота) верига за преобразуване и верига на сигнала.

 

iv. Работен процес на сензори за въртящ момент:

 

Захранването от 15V се предоставя на сензора. Кристален осцилатор в магнитната верига генерира квадратна вълна 400Hz, която се усилва от усилвателя на мощността TDA2030, за да се получи магнитно захранване на променлив ток. Тази мощност се предава от стационарната първична намотка към въртящата се вторична намотка през трансформатора на енергийния пръстен T1. Получената мощност на променлив ток се отстранява и филтрира от веригата на вала, за да се получи 5V постояннотоково захранване, което захранва оперативния усилвател AD822. Високо прецизното захранване с постоянен ток 4.5V, произведено от референтния източник на енергия AD589 и двоен оперативен усилвател AD822, се използва за захранване на моста, усилвателя и V/F конвертора.

 

Когато еластичният вал претърпя торсион, сигналът за деформация на ниво MV, открит от моста на деформация, се усилва до силен сигнал от 1,5V до 1V от инструменталния усилвател AD620. След това този сигнал се преобразува в честотен сигнал от V/F конвертор LM131. Честотният сигнал се предава от въртящата се първична намотка към стационарната вторична намотка чрез трансформатора на сигналния пръстен T2. След филтриране и оформяне от веригата за обработка на сигнала в корпуса на сензора се получава честотният сигнал, който е пропорционален на въртящия момент, приложен към еластичния вал. Тъй като има само малка празнина от няколко милиметра между движещите се и статични пръстени и част от сензорния вал е затворена в метален корпус, се постига ефективно екраниране, което води до силна способност за борба с интерференцията.