トルクセンサーの特性と動作原理

トルクセンサーの特性と動作原理

 

トルク センサーはさまざまな業界で急速に不可欠なコンポーネントとなり、センサー ファミリの不可欠な部分としての地位を確立しました。

 

I. トルク センサーの特性:

 

1. 測定機能: 静トルクと動的トルクの両方、および静止トルクと回転トルクの両方を測定できます。

2. 高精度と安定性: 高い検出精度と優れた安定性を提供し、干渉を防ぐように設計されています。

3. 小型、軽量: これらのセンサーは小型、軽量で、さまざまな設置構造があるため、設置と使用が簡単です。ゼロにリセットする必要なく、正および負のトルクを継続的に測定できます。

4. 耐久性: 導電性リングなどの摩耗部品がないため、長期間高速で動作できます。

5. 直接信号出力: センサーは、コンピューターで直接処理できる高レベルの周波数信号を出力します。

6. 高い過負荷容量: これらのセンサーで使用されている弾性要素は、非常に高い過負荷に耐えることができます。

 

II.トルクセンサーの測定原理:

 

特殊なねじりひずみゲージが測定対象の弾性シャフトに取り付けられ、ひずみブリッジを形成します。このブリッジに電力が供給されると、弾性シャフトのねじり電気信号を測定できます。この変形信号は増幅され、圧力/周波数変換を通じてねじり反力に比例した周波数信号に変換されます。このシステムのエネルギー入力と信号出力は、非接触エネルギーと信号の伝送を容易にする 2 セットの特殊なリング状変圧器によって管理されます。

 

Ⅲ．トルクセンサーの構造原理:

 

基本的なトルク センサーは、特殊なねじり測定ストリップを特殊な弾性シャフトに取り付けて、可変の電気ブリッジを作成することによって形成されます。次のコンポーネントがシャフトに固定されています:

1. エネルギーリング変圧器の二次コイル、

2. 信号リングトランスの一次コイル、

3. シャフト上のプリント基板。整流および安定化電源、計装増幅回路、V/F (電圧-周波数) 変換回路、および信号出力回路が含まれます。

 

IV.トルクセンサーの作業プロセス:

 

センサーには 15V の電源が供給されます。磁気回路内の水晶発振器は 400Hz の方形波を生成し、これが TDA2030 パワーアンプによって増幅されて AC 磁気電源が生成されます。この電力は、エネルギーリングトランス T1 を介して、固定された 1 次コイルから回転する 2 次コイルに伝送されます。結果として生じるAC電力は、シャフト上の回路によって整流され、フィルタリングされて5V DC電源が得られ、オペアンプAD822に電力を供給します。基準電源AD589とデュアルオペアンプAD822によって生成された高精度4.5V DC電源は、ブリッジ、アンプ、V/Fコンバータへの電力供給に使用されます。

 

弾性シャフトがねじれると、ストレインブリッジで検出したmVレベルの変形信号が計装アンプAD620で1.5V～1Vの強力な信号に増幅されます。この信号は、Ｖ／ＦコンバータＬＭ１３１によって周波数信号に変換される。周波数信号は、信号リングトランス T2 を介して回転 1 次コイルから固定 2 次コイルに送信されます。センサーハウジング内の信号処理回路によるフィルタリングと整形の後、弾性シャフトに加えられるトルクに比例した周波数信号が得られます。可動リングと静止リングの間にはわずか数ミリメートルの隙間があり、センサーシャフトの一部が金属ハウジングに囲まれているため、効果的なシールドが実現され、強力な耐干渉性能が得られます。