| 轉矩轉速傳感器是測試臺的核心 |
| 來源：本站 點擊數：133次 更新時間：2025/12/19 9:42:20 |
轉矩轉速測試儀是試驗中的基礎性儀器，主要由轉矩轉速傳感器和配套的測量儀兩部分構成。其核心工作流程為：轉矩轉速傳感器先將電機轉軸的轉速與扭矩物理量，轉換為測量儀可識別接收的電信號（我們的傳感器轉矩輸出5-15KHz頻率信號，轉速輸出60脈沖信號）；測量儀對接收的電信號進行處理后，最終在儀表顯示器上輸出直觀的測量結果。需要強調的是，在電機測試臺中，測量工作的核心關鍵在于傳感器：模擬負載僅承擔加載功能，無法直接獲取轉矩、轉速及功率數據，若要精準獲取這些核心測試參數，仍需依靠轉矩轉速傳感器實現。常見的轉矩轉速傳感器結構如圖
圖一 圖二 圖一為相位差式轉矩轉速傳感器，在彈性軸的兩端安裝有兩只信號齒輪，在每只信號齒輪的上方各配置有一組信號線圈，且每個信號線圈內部均裝有磁鋼，磁鋼與對應信號齒輪共同組成磁電信號發生器。其轉速與轉矩的測量均基于磁電感應原理實現，具體過程如下： 當信號齒輪隨彈性軸同步轉動時，信號齒輪的齒頂與齒谷會周期性交替掃過磁鋼底部。這一周期性相對運動，會使磁鋼與信號齒輪之間的氣隙磁導發生周期性變化，進而導致信號線圈內部的磁通量產生周期性波動；根據電磁感應定律，磁通量的周期性波動會在信號線圈中感應出近似正弦波的交流電信號。 對于轉速測量：兩組信號線圈感應產生的交流電信號頻率相同，且該頻率與彈性軸（即電機轉軸）的轉速呈正比關系，因此通過測量交流電信號的頻率，即可間接換算得到電機轉軸的轉速。 對于轉矩測量：兩組交流電信號之間的相位差，主要與兩信號線圈及對應信號齒輪的安裝相對位置、彈性軸所傳遞扭矩的大小及方向相關。當彈性軸不受扭矩作用時，兩組交流電信號的相位差僅由安裝相對位置決定，這一相位差被稱為初始相位差。在傳感器設計制造階段，通常會將初始相位差設定為半個齒距對應的角度，即約180°。當彈性軸承受扭矩時，會發生彈性扭轉變形，這一變形會改變兩信號齒輪的相對位置，進而導致兩組交流電信號的相位差發生變化。在彈性變形的線性范圍內，相位差變化量的絕對值與彈性軸所傳遞轉矩的大小呈正比關系，因此通過精確測量兩組交流電信號的相位差變化量，即可間接計算得到被測轉矩的大小。此款相位差式轉矩轉速傳感器已停產，僅作為介紹。 現在的傳感器都以應變式轉矩轉速傳感器圖二，采用專用膠將應變片粘貼在測量軸上，測量軸受扭發生微量變形，應變片電阻也同比變化。檢測電阻變化即可計算出傳感器承受的扭矩。精巧精致，抗干擾能力強。測量更精準。 對于轉矩測量，傳感器扭矩數值的測量采用應變電測原理，當應變軸受扭力影響產生微小變形后，粘貼在應變軸上的應變計阻值發生相應變化，我們將具有相同應變特性的應變計組成測量電橋，應變電阻的變化即可轉變為電壓信號的變化進行測量。由于采用了能源與信號的無接觸耦合，完美解決了旋轉狀態下扭矩（轉矩）數值的測量。 電源經過處理后送到耦合器 ，經耦合將能源送到應變軸上，由穩壓電路變成穩定電壓供給應變軸上各電子器件。 將應變軸的微小變形轉換成電信號，經過放大送到 V/F變換器 ，經輸出信號耦合器輸出，通過信號輸出電路整形后輸出調頻方波信號。 在應變軸上加配測速碼盤。當應變軸旋轉時，光電開關檢測測速碼盤旋轉變化，輸出具有一定周期寬度的脈沖信號，根據碼盤的齒數和輸出信號的頻率，即可計算出相應的轉速。 這樣即可實現對電機轉軸轉速與轉矩的同步檢測，這便是轉矩轉速傳感器的核心工作原理。
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