轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理是什么？

轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理是：它主要由扭力軸、磁檢測(cè)器、轉(zhuǎn)筒及殼體等部分構(gòu)成。磁檢測(cè)器包含配對(duì)的兩組內(nèi)、外齒輪，還有永久磁鋼和感應(yīng)線圈。

外齒輪裝在扭力軸測(cè)量段兩端，內(nèi)齒輪在轉(zhuǎn)筒內(nèi)與外齒輪相對(duì)，永久磁鋼緊挨著內(nèi)齒輪在轉(zhuǎn)筒里。永久磁鋼、內(nèi)外齒輪形成環(huán)狀閉合磁路，感應(yīng)線圈固定在殼體兩端蓋內(nèi)。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)齒輪隨轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外齒輪是變位齒輪不嚙合，齒頂有工作氣隙，相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)齒頂和齒槽交替，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒位工作氣隙就發(fā)生一個(gè)周期變化，磁路的磁阻和磁通也相應(yīng)周期變化，于是線圈中感應(yīng)出近似正弦波的電壓訊號(hào)，且訊號(hào)電壓瞬時(shí)值變化和內(nèi)外齒輪相對(duì)位置變化一致。安裝時(shí)兩只內(nèi)齒輪投影重合，而扭力軸上兩只外齒輪錯(cuò)動(dòng)半個(gè)齒，所以兩個(gè)電壓訊號(hào)有半個(gè)周期相位差。

當(dāng)扭力軸受扭矩作用產(chǎn)生扭角，外齒輪錯(cuò)位角變化，兩個(gè)電壓訊號(hào)相差角也跟著變，扭角和扭矩成正比，相位差角變化也和扭矩成正比。將傳感器的兩個(gè)電壓訊號(hào)輸入 TR-1 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測(cè)量?jī)x，經(jīng)過(guò)放大、整形、檢相、變換成計(jì)數(shù)脈沖，然后計(jì)數(shù)顯示，就能直接讀出扭矩和轉(zhuǎn)速測(cè)量結(jié)果。采用磁電轉(zhuǎn)換、相位差原理和數(shù)字顯示的測(cè)量方法，能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠、快速、靈敏的高精度測(cè)量。

此外，還有一種原理是通過(guò)彈性軸、兩組磁電信號(hào)發(fā)生器，把被測(cè)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成具有相位差的兩組交流電信號(hào)，這兩組交流電信號(hào)的頻率相同且與軸的轉(zhuǎn)速成正比，而其相位差的變化部分又與被測(cè)轉(zhuǎn)矩成正比。

在彈性軸的兩端安裝有兩只信號(hào)齒輪，在兩齒輪的上方各裝有一組信號(hào)線圈，在信號(hào)線圈內(nèi)均裝有磁鋼，與信號(hào)齒輪組成磁電信號(hào)發(fā)生器。當(dāng)信號(hào)齒輪隨彈性軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于信號(hào)齒輪的齒頂及齒谷交替周期性的掃過(guò)磁鋼的底部，使氣隙磁導(dǎo)產(chǎn)生周期性的變化，線圈內(nèi)部的磁通量亦產(chǎn)生周期性變化，使線圈中感生出近似正弦波的交流電信號(hào)。

這兩組交流電信號(hào)的頻率相同且與軸的轉(zhuǎn)速成正比，因此可以用來(lái)測(cè)量轉(zhuǎn)速。這兩組交流電信號(hào)之間的相位與其安裝的相對(duì)位置及彈性軸所傳遞扭矩的大小及方向有關(guān)。當(dāng)彈性軸不受扭時(shí)，兩組交流電信號(hào)之間的相位差只與信號(hào)線圈及齒輪的安裝相對(duì)位置有關(guān)，這一相位差一般稱為初始相位差，在設(shè)計(jì)制造時(shí)，使其相差半個(gè)齒距左右，即兩組交流電信號(hào)之間的初始相位差在 180 度左右。在彈性軸受扭時(shí)，將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，使兩組交流電信號(hào)之間的相位差發(fā)生變化，在彈性變形范圍內(nèi)，相位差變化的絕對(duì)值與轉(zhuǎn)矩的大小成正比。把這兩組交流電信號(hào)用專用屏蔽電纜線送入 NC 型扭矩測(cè)量?jī)x或具有其功能的扭矩卡送入計(jì)算機(jī)，即可得到轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及功率的精確值。