發布日期:2022-05-11 點擊率:41
1 概述
轉矩傳感器在電動機、發動機、發電機、風機、攪拌機、卷揚機、鉆探機械等眾多的旋轉動力測試系統中及數控機械加工中心、自動機床等機電一體化設備中已獲得廣泛的應用。傳統的轉矩傳感器通常采用電阻應變橋來檢測轉矩信號,并采用導電滑環來耦合電源輸入及應變信號輸出,由于導電滑環屬于磨擦接觸,因此不可避免地存在著磨損和發熱,這樣不但限制了旋轉軸的轉速及導電滑環的使用壽命,同時由于接觸不可靠,也不可避免地會引起測量信號的波動及誤差的增加。因此,如何在旋轉軸上進行能源及信號的可靠耦合已成為轉矩傳感器最棘手的問題,而JN338數字式轉矩轉速傳感器則巧妙地解決了這個問題。
JN338是北京三晶創業集團公司的產品,該傳感器采用兩組特殊環形旋轉變壓器來實現能源的輸入及轉矩信號的輸出,從而解決了旋轉動力傳遞系統中能源及信號可靠地在旋轉部分與靜止部分之間的傳遞問題。該傳感器還可同時實現旋轉軸轉速的測量,從而可方便地計算出軸輸出功率,因此,利用該傳感器可實現轉矩、轉速及軸功率的多參數輸出。
2 主要特性及參數
2.1 JN338的主要特性
JN338的主要特性如下:
●檢測手段為應變電測技術;
●測量精度高信號檢出、處理均用數字技術;
●抗干擾能力強,無需調零即可工作;
●可靠性高、信噪比高,工作壽命長;
●既可以測量靜止扭矩,也可測量旋轉轉矩;
●能夠測量穩態扭矩,也能測量過渡過程的動態轉矩;
●無需反復調零即可連續測量正反轉矩;
●無集流環、電刷等磨損件,可高速超長運行;
●轉矩信號的傳遞與是否旋轉、轉速大小及旋轉方向無關;
●測量彈性體強度大,可承受150%過載;
●體積小,重量輕,安裝方便,有套裝式、卡裝式、聯軸式等多種安裝方式;
●輸出信號以頻率形式給出,便于和計算機進行接口。
2.2 傳感器的主要技術參數
傳感器的主要技術參數如表1所列
表1 JN338傳感器主要技術參數
轉矩準確度 >0.5% 過載能力 150%F.S 絕緣電阻 ≥200MΩ 工作溫度 -20~60℃ 重復性 ≤0.5%F.S 滯后 ≤0.5%F.S 線性 ≤0.5%F.S 相對濕度 ≤90%RH
2.3插座引腳及功能
JN338轉矩轉速傳感器采用一只5腳的航空插座做電源輸入及轉矩轉速信號輸出,插座外形及引腳排列如圖1所示。各引腳功能說明如下:
1腳:接地端;
2腳:+15V電源端;
3腳:-15V電源端;
4腳:轉速信號輸出端;
5腳:轉矩信號輸出端。
3工作原理
3.1轉矩測量原理
該轉矩傳感器的檢測敏感元件是電阻應變橋。將專用的測扭應變片用應變膠粘貼在被測彈性軸上以組成應變電橋,只要向應變電橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號,然后將該應變信號放大,再經過壓/頻轉換變成與扭應變成正比的頻率信號。傳感器的能源輸入及信號輸出是由兩組帶間隙的特殊環形旋轉變壓器承擔的,因此可實現能源及信號的無接觸傳遞。該應變傳感器測量原理如圖2所示。
在一段特制的彈性軸上粘貼專用的測扭應變片并組成電橋,以形成基礎扭矩傳感器,然后在軸上再固定能源環形旋轉變壓器的次級線圈、軸上印刷電路板和信號環旋轉變壓器的初級線圈。電路板上包含整流穩壓電源、儀表放大電路及V/F變換電路。在傳感器的外殼上固定著激磁電路、能源環形旋轉變壓器的初級線圈、信號環形變壓器的次級線圈及信號處理電路。
傳感器電路部分在工作時,由外部電源向傳感器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產生400Hz的方波,經過TDA2003功率放大即產生交流激磁功率電源,通過能源環形旋轉變壓器從靜止的初級線圈T1傳遞至旋轉的次級線圈T2,然后將得到的交流電源通過軸上的整流、濾波電路處理后變成±5V的直流電源。再將該電源作為運算放大器AD822的工作電源,并由基準電源AD589與雙運放AD822組成高精度穩壓電源,以產生±4.5V的精密直流電源,該電源既可作為應變電橋電源,又可作為儀表放大器及V/F轉換器的工作電源。當彈性軸受扭時,應變橋檢測到的mV級應變信號通過儀表放大器AD620將其放大成1.5V±1V的強信號,再通過V/F轉換器LM331變換成頻率信號,此信號通過信號環形旋轉變壓器,從旋轉軸傳遞至靜止的次級線圈,再經過傳感器外殼上的信號處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號輸出。
3.2轉速測量原理
轉矩傳感器在旋轉軸上安裝著60條齒縫的測速輪,在傳感器外殼上安裝的一只由發光二極管及光敏三極管組成的槽型光電開關架,測速輪的每一個齒將發光二極管的光線遮擋住時,光敏三極管就輸出一個高電平,當光線通過齒縫射到光敏管的窗口時,光敏管就輸出一個低電平,旋轉軸每轉一圈就可得到60個脈沖,因此,每秒鐘檢測到的脈沖數恰好等于每分鐘的轉速值。
3.3 軸輸出功率
軸輸出功率可由轉矩傳感器輸出的轉矩及轉速值經運算后得到,計算公式為:
p=MN/9550
式中,P為軸輸出功率(kW);M為轉矩(N.M);
N為轉速(r/min).
3.4 轉矩傳感器信號輸出
JN338轉矩傳感器信號輸出形式如下:
●零轉矩:10kHz±50Hz;
●正向旋轉滿量程:15kHz±50Hz;
●反向旋轉滿量程:5kHz±50Hz;
●信號幅值:0~8V;負載電流:40mA。
在有效的量程范圍內,傳感器的轉矩頻率輸出與對應的轉矩值基本上成線性關系,實際應用中,如果測量準確度要求不超過標稱值,一般不需要通過逐段參數標定來完成計算。
●轉矩輸出
下面給出轉矩測量計算公式:
正向轉矩輸出值為:Mp=N(f-f0)/(fp-f0)
反向轉矩輸出值為:Mr=N(f0-f)/(f0-fr)
上兩式中:Mp:正向轉矩;Mr:反向轉矩;N:轉矩滿量程;fp:正向滿量程輸出頻率值(kHz);fr:反向滿量程輸出頻率值(kHz);f:實測轉矩輸出頻率值。
●轉速輸出
該裝置的轉速輸出值為:
N=60f/z
式中,N為轉速(r/min);f為實測轉速輸出頻率值(kHz);Z為傳感器測速齒數,這里Z取60。
轉矩值與輸出頻率值的對應曲線如圖3所示。
4 具體應用
4.1 應用電路設計
由于JN338的輸出為頻率量的數字信號,故該傳感器可方便地與計算機或單片機接口。與計算機進行接口需擴展一塊基于ISA總線或PCI總線的多通道定時/計數器板卡,如“中泰” 光隔定時計數器板卡PC-6503、PC-6508等。圖4給出了與單片機接口構成的智能轉矩轉速測量儀的硬件電路結構框圖。圖中,JN338轉矩傳感器輸出的轉矩及轉速信號經光耦隔離后送入單片機的T0、T1計數器,然后由T0和T1完成測頻計數功能,秒脈沖閘門由T2提供。這其中光耦的作用,一是電平轉換,把轉矩轉速信號電平轉換成TTL電平,二是提高單片機的抗干擾能力并保護單片機。
由單片機完成相應的轉矩、轉速值的運算后,即可將轉矩、轉速及軸功率等參數保存并顯示輸出。本系統以AT89C52單片機為核心由IMP813L構成電源監控及看門狗電路以提高系統工作的可靠性,系統中擴展了一片I2C總線串行鐵電存儲器FM24256,它的主要作用是存儲參數設定值及采集的轉矩轉速值。內含GB2312中文漢字庫的圖形點陣液晶顯示模塊OCMJ4X8C可用于構成中文人機顯示界面,ICL232的作用是將單片機的TTL電平轉換為RS-232電平,以便于和上位計算機進行通信。
4.2 安裝使用注意事項
安裝使用JN338傳感器時應注意以下幾點
(1)應使用兩組聯軸器將傳感器安裝在動力源和負載之間;
(2)建議使用撓性、彈性或方向聯軸器,以保證同心度小于0.1;
(3)動力及負載必須固定牢靠以避免振動;
(4)應將傳感器的基座與設備的基座固定牢靠,中心高度需調節合適,并應避免產生附加轉矩。
5 結束語
JN388數字式轉矩轉速傳感器是一種采用磁場耦合來傳遞能源及信號的新型轉矩轉速傳感器,該傳感器取消了傳統轉矩傳感器滑環結構并采用數字式輸出,因而具有體積小、重量輕、安裝簡單方便、微機化測量接口簡單方便等特點,是一種具有廣泛發展前景的轉矩轉速傳感器。
1
XJP-02B轉速數字顯示儀轉速傳感器
XJP-02B轉速數字顯示儀轉速傳感器主要為鐵路高速列車防滑系統配套。具有輸出幅值大,工作溫度范圍寬,抗振性好等優點,故適用范圍較廣,配用其它二次儀表也十分方便。 替代德國KNORR公司的G13防滑轉速傳感器。是高性價比、用途廣泛的通用轉速傳感器,用于導磁性物體的轉速測量,采用非接觸式測量方式。傳感器內部由磁鋼、軟磁銜鐵和線圈組成。其基本測量原理是磁場(磁力線)由磁鐵發出,通過銜鐵和線圈,當有導磁物體靠近或遠離時線圈中磁通量發生變化,線圈感應出電動勢的變化,線圈內軸上測速齒輪),感應與轉速成比例的頻率信號;如果是漸開線齒輪,感應電壓則是正弦波。信號幅值大小與轉速成正比,與探頭端面和齒頂間間隙大小成反比。
□ 主要技術指標
工作頻率:10~3500Hz
允許工作電源:DC 12~30V
額定工作電壓:DC 14V
檢測齒輪模數:m≥1.5
測量距離:0.9±0.5mm
輸出信號:矩形波
高電平≥9.5V
低電平≤4.5V
負載電阻:≥2.2 Kω
絕緣強度:500V
環境溫度:-40 ~ +85℃
外形尺寸:φ16×103mm
重 量:250g
傳感器的安裝:將傳感器插入安裝支架內,保證測速頭與測速齒輪間距為0.5~1.0mm之間,擰緊緊固螺母。
注意:傳感器的測速頭與齒輪的間距對于測量的精que度有很重要的影響,請確保安裝間距在規定的范圍內。
使用注意事項:
1 . 傳感器在運輸及安裝過程中,應盡量避免不必要的振動和沖擊,尤其避免橫向振動和沖擊。
2. 感器輸出為2芯屏蔽線,輸出端均為浮地,對外殼絕緣。
3. 注意傳感器工作方向,不要安裝錯誤。
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智能數字式轉矩轉速傳感器 規格型號sgdn-5,0.5-5N.m
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智能數字式轉矩轉速傳感器 規格型號sgdn-5,0.5-5N.m
恒剛廠家生產的智能數字式轉矩轉速傳感器也叫高精度馬達轉矩轉速測量裝置、動態電機扭力測試儀等;智能數字式轉矩轉速傳感器應用范圍十分廣泛,機器人扭力傳感器,可用于拖拉機、汽車、飛機、各種船舶、礦山機械中進行對扭矩的測量,可用于污水處理系統的扭矩測量和功率的測量,還廣泛應用到工業和流程工業中,也用各種旋轉動力設備輸出扭矩及功率的檢測。
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智能數字式轉矩轉速傳感器圖片
智能數字式轉矩轉速傳感器規格型號
產品型號
(Model)
測量范圍
(N.m)
分度值
(N)
外形尺寸
(mm)
重量
(KG)
SGDN-5
0.5-5
0.0001
188X100x108
5
SGDN-10
1-10
0.001
SGDN-20
2-20
0.001
SGDN-50
5-50
0.001
SGDN-100
10-100
0.01
SGDN-200
20-200
0.01
209X100x126
7
SGDN-500
50-500
0.01
238X100x136
10
SGDN-1000
100-1000
0.1
275X120x140
12
SGDN-2000
200-2000
0.1
298X120x154
15
SGDN-5000
500-5000
0.1
356X180x180
21
智能數字式轉矩轉速傳感器特點:
1.信號輸出波形方波幅度可選5V/12V。
2.通電即可進入工作狀態,勿需預熱過程。
3.檢測精度高、穩定性好、抗干擾性強。
4.可任意位置,任意方向安裝。
5.不需反復調零即可連續測量正反扭力。
6.能源及信號非接觸傳遞,傳遞信號時與是否旋轉,轉速和轉向無關。
7.可以傳遞禁止扭力信號、旋轉扭力信號、動態扭力信號、靜態扭力信號。
8.傳感器可脫離二次儀表立使用,只要按需供電即可輸出阻抗與扭力 成正比的等方波或脈沖波頻率信號;或者電壓、電流信號。
9.由于變壓器感應供電,且沒有集流環等磨損件,故可以高轉速長期工作,廣泛應用于電機、發電機、減速機、柴油機的扭力監測。
智能數字式轉矩轉速傳感器主要功能:
可檢測動力機械輸出的轉矩、轉速、功率。如電機、內燃機、液(氣)壓馬達、曳引機、石油鉆機等。
可檢測傳動機械輸入、輸出的轉矩、轉速、功率、效率。如減變速機、電動閥門、離合器等。
可檢測鋼性傳動件的可承受轉矩。如石油鉆機鉆桿、煤礦山體固定錨桿等。
可檢測制動機械的制動轉矩。如制動器、失電保護器、汽車渦流減速器、吊車減速器、剎車等。
可檢測旋轉工作機械需要的轉矩、功率。如發電機、水泵、風扇、攪拌機等。可檢測運動付摩擦轉矩。如汽車傳動球頭與球頭座、船舶尾軸與尾軸套、滾珠絲杠與螺母等。
智能數字式轉矩轉速傳感器運輸、安裝、使用與操作:
設備在運輸過程中嚴禁淋雨、倒置和沖擊。設備運輸安裝使用過程中嚴禁吊、拉、壓、撬、撞擊傳感器。設備應安裝在干燥通風、無腐蝕氣體存在的廠房中。設備安裝牢固,要有可靠接地。設備主軸不能承受徑向力,同軸度要求誤差不超過0.05mm,使用有補償間隙的柔性聯軸節。設備專線供電,以防干擾。設備周圍不得有強磁場干擾源。設備由專業操作人員按照分類說明書設定儀表參數并操作,非專業人員不得操作。設備出廠精度已經標定,非專業人員不得調整標定精度的按鍵和旋鈕,否則會造成精度偏差,需返回重新標定。
智能數字式轉矩轉速傳感器使用環境:
環境溫度不超過40℃。海拔高度不超過2500m。當環境溫度為20℃時,相對濕度不大于85%。
智能數字式轉矩轉速傳感器應用場景
恒剛服務:
恒剛服務原則:恒剛的測力計儀器產品保修期均為一十二個月,在保修期內供方將免費維修和更換屬質量原因造成的零部件損壞,保修期外零部件的損壞,提供的配件只收成本費,由需方人為因素造成的設備損壞,供方維修或提供的配件均按成本價計。
恒剛服務目標:服務質量贏得用戶滿意,
恒剛服務宗旨:快速、果斷、準確、周到、徹底,
我司還有其他產品:彈簧測力計 工地電動扳手 微型壓力計 測扳手扭矩的檢測儀 手推式表盤拉力測試儀 紐扣拉力測試儀 各種扭力扳手規格型號 安裝電動扭力扳手 數字測力計 電子式推拉力計 壓力測力計 便攜式推拉力計 電子拉力計 遙控拉力計 測拉力的儀器 鋼筋緊固數顯扭力扳手 工地電動扳手 數顯推拉力計 大量程推拉力計 數顯拉力表 帶顯示的扭矩扳手 高精度數顯扭力扳手 端子拉力測試儀
智能數字式轉矩轉速傳感器 規格型號sgdn-5,0.5-5N.m
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