一 . 前言

在旋轉動力系統中有很多的參數需要測量或計算，扭矩（轉矩）是其中一項很重要的參數。為了檢測扭矩參數，現實中有很多種傳感器可以實現扭矩參數的測量，傳統使用的有相位差式傳感器、導電滑環式傳感器。

相位差式傳感器 是在彈性軸的兩端安裝兩組齒數、形狀及安裝角度完全相同的齒輪，在齒輪的外側各安裝一只接近 ( 磁或光 ) 傳感器。當彈性軸旋轉時，這兩組傳感器就可以測量出兩組脈沖波，比較這兩組脈沖波的前后沿的相位差就可以計算出彈性軸所承受的扭矩量。該方法的優點 : 實現了轉矩信號的非接觸傳遞，檢測信號為數字信號；缺點：體積較大，不易安裝，低轉速時由于脈沖波的前后沿較緩不易比較，因此低速性能不理想。

導電滑環式傳感器 雖然是采用了很成熟的應變電測技術，但由于導電滑環屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發熱和本身滑環摩擦產生的扭矩對輸出精度的影響，因而限制了旋轉軸的轉速及導電滑環的使用壽命。由于接觸不可靠引起信號波動，因而造成測量誤差大甚至測量不成功。

二 . CNJ—00A系列傳感器原理

該傳感器綜合以上兩種傳感器的優點，采用應變電測技術將專用應變片用應變膠粘貼在被測彈性軸上，并組成應變橋。在傳感器外面提供 24VDC 工作電源，經過振蕩電路轉換為交流電源再通過一組環形變壓器感應到旋轉軸上，經過整流穩壓變換為高穩定性的直流電壓給應變橋提供工作電源，即可測試該彈性軸受扭的應變 mv 信號。將該應變 mv 信號放大后，經過壓 / 頻轉換，變成與扭應變成正比的頻率信號。再經過一組環形變壓器感應到傳感器外面電路經過整形、濾波輸出與扭矩成正比的方波頻率信號該信號為 TTL 電平 , 既可提供給專用二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。

由于采用扭矩測試比較成熟的應變電測技術，它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長等優點。再加上采用兩組旋轉環形變壓器來實現能源和信號的非接觸傳遞，這樣就消除了滑環形式的摩擦帶來的影響，實現了高轉速測量。傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內，形成有效的屏蔽，因此具有很強的抗干擾能力。由于傳感器輸出為頻率信號，所以無需 A/D 轉換即可直接送至計算機進行數據處理。 ( 該傳感器內部還裝有轉速傳感器，軸每旋轉一周可產生 60 個脈沖，轉速高于 60r/min 用測頻的方式測量，如果轉速低于 60r/min 則應該測量相鄰兩個脈沖的周期 ) 。

三 . 特點

① 既可以測量靜止扭矩，也可以測量旋轉轉矩 ;
② 既可以測量靜態扭矩，也可以測量動態扭矩；
③ 檢測精度高，穩定性好；抗干擾性強 ;
④ 體積小，重量輕，多種安裝結構，易于安裝使用；
⑤ 無需反復調零即可連續測量正反轉扭矩 ;
⑥ 沒有導電環等磨損件，可以高轉速長時間運行；
⑦ 測量彈性體強度大可承受 100% 的過載 ;

四 . 安裝使用

扭矩傳感器一般是聯接在動力源和負載之間，如(圖一)所示。如果被測設備（動力源和負載）經常更換,可以將普通聯軸器換為萬向聯軸器，以減小拆卸和振動帶來不同心對傳感器測量精度的影響。

圖一

① 傳感器可以任意方向安裝
② 建議采用撓性聯接（彈性聯軸器和萬向聯軸器）以確保同心度∠0.1mm
③ 將傳感器的底座與設備的基座聯接牢固可靠，將中心高調一致，避免安裝產生的彎矩影響傳感器測量精度。

五 . 量程選擇

計算公式:

M=9550×P/N

M:轉矩N.m P:電機功率KW
N：轉速r/min

如果您使用的電機為三相感應電機，由于電機啟動轉矩較大，建議轉矩量程應選擇為額定扭矩的2-3倍。