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扭矩传感器你了解多少？

发布时间：

2021/09/15 00:00

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上述专利虽然有用专用传感器解决扭矩检测问题，也提到了加载装置，但是还没有用到基于PC的传感器数据采集、处理，还是利用单传感器进行检测，量程范围不大，扭矩的加载、卸载等还是依靠人力等。基于多传感器自动切换技术的全量程扭矩检测技术专利还没有出现。

测量扭矩时，传感器不总是旋转。非旋转装置的典型应用是标准试验机和搅拌机测量。在后者中，传感器由电机外壳支撑，驱动轴穿过传感器的中心孔。

②传感器的量程范围要与扭矩扳手量程范围一致，要检测多少规格的扭矩扳手，就要多少规格的传感器，在现实中不可能做到;

以上论述主要都是用单个的扭矩传感器进行相关的扭矩检测，其检测范围受限于传感器的线性测量范围，而且无法实现任意量程范围的扭矩扳手在一台扭矩检定仪上一次装夹就可进行全部扭矩检测内容。

一台扭矩检定设备检定一种扭矩扳手，缺点是检测范围小，要检测多种规格扭矩扳手就要有多套设备，成本高，究其原因，主要受限于传感器的有效测量范围。

随着用户对机械产品制造质量、维修质量要求的逐渐提高，影响机械产品紧固件装配质量的扭矩扳手将得到充分发展和普及，用于扭矩扳手计量检定的扭矩扳手检定仪也将得到大力发展。随着传感器技术和计算机技术的发展，扭矩扳手检定仪将从现有手动仪表设备迈向自动化仪表设备行列。

随着中国工业化水平的提高，传感器技术、计算机技术的发展，各种智能化的检测设备不断出现，使扭矩测量更为精确，扭矩扳手使用更加方便。而近几年扭矩工具的大量普及和运用，使得各行各业更加迫切需要高效率、多功能、高准确度的扭矩扳手检定仪。原因在于扭矩扳手是一种计量器具，因而必须相隔若干时间对其进行检测检定。

目前，国内外广泛使用的检测检定技术可以概括为利用单一传感器在其线性量程范围内进行有限的扭矩检定。如表3所示为单测试头的扭矩扳手检定仪的检测范围。除此之外，市场上还有双测试头、三测试头、四测试头等。

③若某个扭矩扳手的量程超出传感器量程，或在两个传感器量程的临界点时，在检测同一把扳手时，就需要更换传感器，扳手要重新装夹，影响检测精度。

力扭矩传感器测量机械手沿三个以手为基准的正交方向施加的力和扭矩大小的传感器，这些传感器围绕传感器前方和远离传感器的点施加。

内置力扭矩传感器的机器人，可检测冲击力和异常力。传感器在触发时停止机器人。它们往往具有更圆的形状，缓冲外壳以吸收冲击，所有这些都使它们对人类的危害较小

传感器的供应和性能范围仅涵盖扭矩测量技术的一小部分。此外，设备规划者、安装者和操作者应计划、实施和响应扭矩测量技术的安全工程考虑，以便最大限度地减少剩余危险。必须始终遵守现场规定。必须参考与扭矩测量技术相关的剩余危险。

旋转力矩传感器测量转向小齿轮上的力矩。电子控制单元所获得的必要辅力与扭矩、车辆速度、转向角和转向速度有关。

驾驶员开始转向。通过作用在方向盘上的扭矩将扭转扭杆。转向力矩传感器G269捕捉扭转并向控制单元J500报告所获得的转向力矩。转向角传感器G85报告当前的转向角及转向速度。控制单元由转向力矩、车辆速度、发动机转速、转向角、转向速度以及在控制单元中存储的特征曲线获得触发电机的电机额定力矩。作用在方向盘上的扭矩和助力力矩的和即为推动齿条作用在转向器上的有效力矩。如图所示。

扭矩传感器主要用于测量施加在机械轴上的扭矩。常见的类型有感应式和电阻应变式。其结构通常由扭力杆和线圈、电阻应变片等检测元件组成。通过检测元件参数的变化，将扭矩引起的扭杆扭转变形转化为电信号，实现扭矩测量。

从表3中可以看出，如果要检定120～600N·m设定范围的扭矩扳手，就无法用单测试头的检定仪进行检测，目前的解决办法只有两个途径，一是用双测试头的检定仪分两次装夹进行检定，二是用更换测试头及扭矩传感器的办法分两次装夹进行检定。当然，两次装夹必然带来测量误差，影响检定的准确性、权威性。另外，目前大多数检定仪还是使用人力进行检定工作中的扭矩加载、卸载，工作效率低下，载荷随机性误差增大，检定人员劳动强度较高。

我们可以选择不同的校准方式，校准实验室或测试台上的现场校准、传感器任务，像在功率测试台上使用的应用一直将测量的扭矩传输到应用中。简单的是，通过留在传动轴系统上的扭矩传感器直接执行测量扭矩传递。也就是说，引用了在制造商的校正设备和其他现场的校正实验室中进行的扭矩传感器的校正作为参考。

对此，根据从校准书或校准书到制造商的测试演示的要求，可以适用所有等级证书。但是，扭矩传感器用于测试台时，当地的边界条件会决定性地影响测试台扭矩传感器测量的可靠性，引起进一步的偏差。造成这种偏差的原因可能是货架和离合器等测试床部件。根据零件的校准等因素，与零件和螺栓相符的弹性材料的习性可能会影响传动轴系统的变形习性，从而影响扭矩传感器自身，因此扭矩传感器的测量特性会受到影响。

扭矩传感器是工业自动化应用中非常灵活敏感的仪器之一，扭矩传感器的工作精度一般也要求相当高。于是我们不能忽视新买的扭矩传感器的校准问题。扭矩传感器的校准可以分为许多不同的方式，每种校准方式也有各自不同的优点，那么，下面一起了解下扭矩传感器的不同的校准方法及优势吧!

如果外部载荷作用在传感器上，测量体将产生变形，应变计的电阻也随之改变。这样，通过电阻的变化即可测量载荷大小。这不仅适用于扭矩传感器，也适用于称重传感器、力传感器和其他类型的传感器。然而，扭矩传感器有一些特殊性。

FX29按钮压缩式力传感器，兼具高性能和性价比，同时设计尺寸非常紧凑。核心传感元件是一个半导体微机械硅压阻式应变片。每个力传感器有四个精心排布的MEMS裸芯片。这些应变片根据密切匹配的热/电工作特性配对，形成一个通电桥，其中两个应变片测量张力，另外两个应变片测量压缩力，应变片所依附的基板可在受到外界力或扭矩作用时变形。电桥产生的差分电压输出信号与外界施加在FX29基板上的力的大小成正比。

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