近年來，隨著我國各方面技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了各行業(yè)日益成熟，形成了自動控制系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，扭矩傳感器的精度、可靠性和響應(yīng)速度提出了較高的要求。扭矩傳感器有很多種，主要是金屬電阻應(yīng)變片的扭矩傳感器、電位計(jì)扭矩傳感器，隨著技術(shù)的進(jìn)步，非接觸式扭矩傳感器將具有更高的精度，本文介紹了各種扭矩傳感器的組成和原理。

　　一、金屬電阻應(yīng)變片的扭矩傳感器

　　傳感器扭矩測量采用應(yīng)變電測技術(shù)。應(yīng)變計(jì)粘貼在彈性軸上形成測量橋。當(dāng)彈性軸因扭矩而發(fā)生微小變形時，應(yīng)變橋電阻的變化轉(zhuǎn)化為電信號的變化，從而實(shí)現(xiàn)扭矩測量。

　　傳感器由彈性軸組成、測量電橋、儀器使用放大器、接口電路組成。彈性軸是敏感元件，在45度和135度的方向上產(chǎn)生大的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力。此時，主應(yīng)力等于剪應(yīng)力。

　　半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片可用于測量電橋，并將其連接成差動全橋，其輸出電壓與扭轉(zhuǎn)軸的扭矩成正比。

　　放大電路采用儀器放大電路，由專用儀器放大電路組成，也由三個單運(yùn)輸放大電路組成。為了使其高精度，靈敏度系數(shù)必須為常數(shù)。

　　在金屬電阻應(yīng)變片的扭矩傳感器中，需要解決的技術(shù)關(guān)鍵是：

　　1.彈性軸的工作區(qū)域不應(yīng)大于彈性區(qū)域的1/3，并取初始段。為了將延遲誤差降到后，根據(jù)超載能力指數(shù)選擇大軸徑。

　　2.采用LM型硅擴(kuò)散力敏感全橋應(yīng)變片，敏感性好，非線性小。

　　3.采用高精度穩(wěn)壓電源。

　　二、電位計(jì)扭矩傳感器

　　主要可分為旋臂式扭矩傳感器、雙級行星齒輪式、扭桿式。扭桿式測量結(jié)構(gòu)簡單、可靠性相對較高，早期應(yīng)用較多。

　　扭桿扭矩傳感器主要是扭桿彈簧、轉(zhuǎn)角-位移變換器、電位計(jì)組成。扭桿彈簧的主要功能是檢測駕駛員在方向盤上的扭矩，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的轉(zhuǎn)角值。轉(zhuǎn)角位移變換器是一對螺旋機(jī)構(gòu)，將扭桿彈簧兩端的相對轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換為滑動套的軸向位移，從剛球轉(zhuǎn)換、螺旋槽和滑塊組成。與輸入軸相比，滑塊可以在螺旋方向上移動，滑塊可以通過銷安裝在輸出軸上，可以在垂直方向上與輸出軸相比移動。因此，當(dāng)輸入軸相對于輸出軸旋轉(zhuǎn)時，滑塊根據(jù)輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向和相對于輸出軸的旋轉(zhuǎn)量垂直移動。旋轉(zhuǎn)方向盤時，按鈕矩傳遞到扭力桿，輸入軸偏離輸出軸方向。偏差是滑塊移動，這些軸向的移動轉(zhuǎn)化為電位計(jì)的杠桿旋轉(zhuǎn)角度。滑動觸點(diǎn)在電阻線上的移動改變了電位計(jì)的電阻值，電阻的變化通過電位計(jì)轉(zhuǎn)化為電壓。這樣，扭矩信號就轉(zhuǎn)化為電壓信號。

　　扭矩傳感器在早期應(yīng)用廣泛，但由于接觸式，工作時產(chǎn)生的摩擦容易磨損，影響其精度，并將逐漸消除。

　　三、非接觸式扭矩傳感器

　　輸入軸和輸出軸由扭桿連接，輸入軸上有花鍵，輸出軸上有鍵槽。當(dāng)扭桿被方向盤的旋轉(zhuǎn)扭矩扭轉(zhuǎn)時，輸入軸上的花鍵和輸出軸上的鍵槽之間的相對位置發(fā)生了變化。花鍵和鍵槽的相對位移變化等于扭轉(zhuǎn)桿的扭轉(zhuǎn)量，通過線圈將花鍵上的磁感強(qiáng)度和磁感強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為電壓信號。信號的高頻部分由檢測電路濾波，只有扭矩信號部分被放大。非接觸扭矩傳感器使用非接觸工作模式，使用壽命長、可靠性高、不易磨損、延遲較小、軸向偏轉(zhuǎn)和軸向偏轉(zhuǎn)的影響較小，已成為廣泛應(yīng)用的主流產(chǎn)品。

　　四、其它扭矩傳感器

　　相位差傳感方法檢測扭矩扭矩傳感器，具有精度高、重復(fù)性高的特點(diǎn)。測量原理是在扭矩軸的兩端安裝一個齒輪，在齒面上安裝另一個電磁傳感器，從傳感器上感應(yīng)兩個與動力軸非接觸的交流信號。取出信號的相位差，插入晶體振蕩器產(chǎn)生的高精度、高穩(wěn)定的時鐘信號。基于此時鐘信號，巧妙地使用數(shù)字信號處理技術(shù)可以準(zhǔn)確地測量所承受的扭矩。

　　以上就是其種類和原理的相關(guān)內(nèi)容，相信大家看過文章之后也了解清楚了，現(xiàn)如今，我們平常使用到的扭矩傳感器已經(jīng)向微型化、數(shù)字化、智能化、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。如果還有什么問題，可以留下你的，會有技術(shù)人員聯(lián)系您。