什么是變矩器？變矩器的用途及原理

什么是變矩器？

變矩器是將旋轉或固定設備（例如發動機）的扭矩轉換為電量并進行測量的轉換器。

扭矩是圍繞固定旋轉軸的力矩。對于旋轉體，使用應變儀等將旋轉軸的扭轉量轉換為電量，并使用滑環或無線電將電量取出到靜止部分，以測量傳遞的扭矩和扭矩波動。從靜止狀態到高速旋轉范圍均可進行穩定測量。

扭矩傳感器用于旋轉設備的研究、測試和檢查。選擇轉換器時，需要考慮旋轉或不旋轉、轉速、環境條件、安裝條件等因素。

扭矩傳感器的應用

在汽車開發中，扭矩的測量范圍很廣，例如發動機、變速箱、傳動軸、車軸、電機和輔助設備。我們通過臺架試驗和運行試驗檢驗各軸的強度，分析扭矩波動的頻率來分析扭轉振動，解決發動機扭矩波動引起的噪音和振動。

電機試驗機通過在試驗電機和負載裝置之間安裝變矩器來測試電機性能。負載采用磁粉制動器或磁滯制動器，測量相對于轉速的輸出扭矩。

它還用于測量輥上的旋轉負載，并且通過驅動電機和輥之間的變矩器，可以測量送紙或箔時的扭矩并確定最佳條件。

扭矩傳感器原理

扭矩傳感器的轉換方法包括非旋轉型的應變式、磁致伸縮式、應變式以及旋轉式的相位差式。應變片類型由于其突出的精度和穩定性而經常被使用。可以采用接觸滑環、非接觸式調頻發射機傳輸、光學器件、旋轉變壓器傳輸等來從旋轉物體中提取信號。

除了應變片法、磁致伸縮法、相位差法以外，還可以采用電容法、彈簧法、光學法、壓電法等測量扭矩。在任一方法中，使用所用材料的彈性模量將傳輸的數據從應變量轉換為扭矩。

1. 應變片類型

應變片式將四個應變片組裝成電橋，通過零點補償和溫度補償提高精度。將應變片貼在與旋轉軸成45度角垂直的兩個方向上進行測量的軸的表面上，測量應變量并將其轉換為扭矩。

2.磁致伸縮型

磁致伸縮型采用磁致伸縮材料作為軸，通過固定側的線圈進行勵磁，通過測量導磁率的變化，可以非接觸式地檢測扭矩。

3.相位差型

相位差法是利用兩個磁性齒輪之間的相位差，利用電磁拾音器以非接觸方式傳輸數據的方法。缺點是體積大。

4. 電容式

其原理與可變電容器相同，通過電容的變化來檢測扭矩。

5. 彈簧式

結構簡單，可利用扭簧計算位移。

6. 光學

可以檢測附著于旋轉軸表面的光學材料的偏振光。

7. 壓電

該方法使用壓電元件。

扭矩傳感器的類型

1. 應變片類型

使用應變片法測量旋轉扭矩時，從旋轉軸提取扭矩信號至固定側的方法可分為遙測法、旋轉變壓器法和滑環法。在遙測類型中，包括放大器和應變儀的電子電路固定在旋轉軸上，并且可以使用旋轉軸上的電子電路進行測量。在旋轉變壓器類型中，應變儀安裝在旋轉軸上，并使用來自旋轉變壓器的交流信號進行測量。在滑環式中，應變計安裝在旋轉軸上，并通過滑環使用電源和信號傳輸進行測量。

2. 彈簧式

當使用彈簧式測量旋轉扭矩時，有多種方法可以非接觸地檢測扭簧從固定側的縱向位移。在電磁齒輪相位差法中，在扭轉彈簧的前后安裝有齒輪，并且電磁檢測器可以測量齒輪齒之間的相位差。電磁感應相位差法是在扭簧前后固定相位差板，在相位差板的前后安裝差動線圈和驅動線圈，利用差動線圈的輸出進行測量。 。