時間:2018-08-31 16:33:38來源:Darran Kreit
在一個連續(xù)轉(zhuǎn)動的軸上測量轉(zhuǎn)矩比較困難,有幾種方式可以做到。最常用的方式是從轉(zhuǎn)動軸所需要的能量來推導(dǎo)出轉(zhuǎn)矩。通常來說,這意味著要測量驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的電機(jī)的電流。雖然這很簡單但是不精確,因為電流的消耗與其他因素有關(guān),比如速度、供電電壓、軸承狀況以及溫度。
更加精確的方式是使用應(yīng)變計測量軸上面的扭轉(zhuǎn)變形,或者使用表面聲波(SAW)設(shè)備。盡管這種方法精確,不過它要么需要一個滑動環(huán),要么需要用來將軸上的應(yīng)變計與外部世界進(jìn)行信號傳輸?shù)臒o線手段。
應(yīng)變計常常會有大的溫度系數(shù),而且有個不好的習(xí)慣,在惡劣狀況下容易松動。在實驗室內(nèi)用應(yīng)變計或SAW設(shè)備測量轉(zhuǎn)矩一般都沒問題,但是對于很多工業(yè)應(yīng)用來說并不適用。
引擎的轉(zhuǎn)矩是通過扭轉(zhuǎn)進(jìn)行測量的,因此軸上的轉(zhuǎn)矩是通過測量安裝在軸上的并與軸保持在一條直線上的兩臺“多速”旋轉(zhuǎn)變壓器之間的相位移而得出的。隨著軸的轉(zhuǎn)動,每個旋轉(zhuǎn)變壓器產(chǎn)生兩個信號,一個信號按照正弦曲線變化,另一個按照余弦曲線變化。
如果所加載的轉(zhuǎn)矩是零,來自于兩臺旋轉(zhuǎn)變壓器的信號顯示相位移為零。隨著加載轉(zhuǎn)矩,看起來其中一個輸出信號的相位相對于另一個發(fā)生了位移。相位移和所加載的轉(zhuǎn)矩是直接成比例的。如果使用一個多速旋轉(zhuǎn)變壓器配上很大的周期數(shù),則只需要一個很小的扭轉(zhuǎn)就能產(chǎn)生明顯的相位移。
這使得這項技術(shù)很靈敏,適合用于測量扭轉(zhuǎn)在小于1度甚至是小于0.1度的情況??梢允褂脤iT的柔性軸或同心布置兩個旋轉(zhuǎn)變壓器(一臺位于另一臺的內(nèi)部),并且將軸的內(nèi)部和外部通過一個強(qiáng)度大的扭力彈簧連接在一起。
隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展,越來越多的旋轉(zhuǎn)變壓器將被更加現(xiàn)代的感應(yīng)式編碼器解決方案所替代。感應(yīng)式編碼器使用與旋轉(zhuǎn)變壓器相同的感應(yīng)原理進(jìn)行操作,不過它們使用印刷電路板而不是繞線式的變壓器結(jié)構(gòu)。這對于幫助最大限度地減少感應(yīng)式編碼器的體積、重量和成本,同時最大化其測量性能是非常重要的。此外,感應(yīng)式編碼器還提供了簡單易用的電氣接口——直流電源輸入和串行數(shù)據(jù)輸出。
因為在設(shè)計上感應(yīng)式編碼器與旋轉(zhuǎn)變壓器采用了相同的基礎(chǔ)物理特性,所以它們具有相同的操作優(yōu)勢。它們是平的,中間有個大洞,如同旋轉(zhuǎn)變壓器一樣,無需使用滑動環(huán)。使用感應(yīng)式編碼器可以測量轉(zhuǎn)矩和絕對角度。
因為感應(yīng)式編碼器的所有電子元件都已經(jīng)在其定子內(nèi),不需要單獨指定和提供電子元件。感應(yīng)式編碼器還可以提供每轉(zhuǎn)最高400萬次計數(shù),因此一個很小角度的扭轉(zhuǎn)都足夠帶來很高解析度的轉(zhuǎn)矩測量。與應(yīng)變計布置所獲得的熱系數(shù)相比,感應(yīng)式編碼器的熱系數(shù)更小。任何由于軸的高角速度帶來的動態(tài)失真效果在使用相同的時鐘信號來觸發(fā)兩個編碼器讀數(shù)的時候都可以消除掉。
使用感應(yīng)式編碼器進(jìn)行測量,在加載過度或沖擊轉(zhuǎn)矩的時候,都不會有設(shè)備損壞的危險。這項技術(shù)也提供兩種測量——角度和轉(zhuǎn)矩,其費用低于使用應(yīng)變計測量轉(zhuǎn)矩的費用。使用角度傳感器測量轉(zhuǎn)矩可能是一項老的技術(shù),不過有了現(xiàn)代的感應(yīng)式編碼器的加入,使得使用感應(yīng)物理學(xué)進(jìn)行角度測量煥發(fā)了青春,而這種方法對于轉(zhuǎn)矩和角度的感應(yīng)也是很有效的。
標(biāo)簽:
中國傳動網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:中國傳動網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為中國傳動網(wǎng)(m.u63ivq3.com)獨家所有。如需轉(zhuǎn)載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用時須注明來源“中國傳動網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。
產(chǎn)品新聞
更多>以簡驅(qū)繁,精準(zhǔn)智控 | 維智S1系列新一代...
2024-11-01
2024-10-31
2024-10-31
2024-10-31
2024-10-31
2024-10-29
推薦專題
更多>