扭矩傳感器具有哪些類型及都有哪些應(yīng)用？

扭矩傳感器，又稱力矩傳感器、扭力傳感器、轉(zhuǎn)矩傳感器、扭矩儀，分為動態(tài)和靜態(tài)兩大類，其中動態(tài)扭矩傳感器又可叫做轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器等。 扭矩傳感器是對各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上對扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確的電信號。扭矩傳感器可以應(yīng)用在制造粘度計，電動(氣動，液力)扭力扳手，它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長等優(yōu)點。

扭矩傳感器的工作原理是基于應(yīng)變測量的。它通常由一個金屬片組成，金屬片的形狀和大小與所要測量的扭矩相關(guān)。當(dāng)扭矩作用于金屬片時，它會產(chǎn)生應(yīng)變，導(dǎo)致金屬片發(fā)生形變。這個形變會改變金屬片的電阻、電容、電感或壓阻等特性，從而產(chǎn)生電信號輸出。接收電信號的電路會對信號進(jìn)行放大、濾波、線性化和校準(zhǔn)，最終輸出一個與扭矩成正比的電信號。

扭矩傳感器的幾個重要參數(shù)包括測量范圍、靈敏度、準(zhǔn)確度、重復(fù)性、帶寬和溫度特性等。測量范圍指的是傳感器能夠測量的最大和最小扭矩值，通常以牛頓米(Nm)或英尺磅(lb-ft)為單位。靈敏度是指傳感器輸出電信號相對于輸入扭矩變化的比例。準(zhǔn)確度是指傳感器輸出電信號與實際扭矩之間的誤差，通常以百分比或牛頓米為單位。重復(fù)性是指傳感器在相同扭矩下多次測量所得結(jié)果之間的一致性。帶寬是指傳感器輸出電信號的最大頻率范圍。溫度特性是指傳感器輸出電信號隨溫度變化而變化的程度。

扭矩傳感器都有哪些分類?

1、非接觸式扭矩傳感器

非接觸式扭矩傳感器也是動態(tài)扭矩傳感器，又叫轉(zhuǎn)矩傳感器，轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器等。它的輸入軸和輸出軸由扭桿連接，輸入軸上有花鍵，輸出軸上則是鍵槽，當(dāng)扭桿受到轉(zhuǎn)動力矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)的時候，花鍵與鍵槽的相對位置則被改變，它們的相對位移改變量就是扭轉(zhuǎn)桿的扭轉(zhuǎn)量。這樣的過程使得花鍵上的磁感強(qiáng)度變化，通過線圈轉(zhuǎn)化為電壓信號。非接觸扭矩傳感器的特點是壽命長、可靠性高、不易受到磨損、有更小的延時、受軸的影響更小，應(yīng)用較為廣泛。

2、應(yīng)變片扭矩傳感器

應(yīng)變片扭矩傳感器使用的是應(yīng)變電測技術(shù)。它的原理是利用彈性軸，粘貼應(yīng)變計，組成了測量電橋，當(dāng)彈性軸受扭矩作用發(fā)生微小形變，電橋的電阻值就會發(fā)生變化，進(jìn)而電信號發(fā)生了變化，實現(xiàn)扭矩的測量。應(yīng)變片扭矩傳感器的特點是分辨能力高、誤差較小、測量范圍大、價格低廉，便于選擇和大量使用。

3、相位差式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器

相位差時扭轉(zhuǎn)傳感器就是扭轉(zhuǎn)角相位差式傳感器，它的原理就是根究磁電相位差式轉(zhuǎn)矩測量技術(shù)，才彈性軸的兩端安裝兩組齒數(shù)、形狀及安裝角完全相同的齒輪，齒輪外側(cè)安裝接近傳感器。當(dāng)彈性軸旋轉(zhuǎn)時，兩組傳感器的波形產(chǎn)生相位差，從而計算出扭矩。 它的特點主要是實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩信號的非接觸傳遞，檢測的信號是數(shù)字信號，轉(zhuǎn)速較高。但是這種扭矩傳感器體積較大，低轉(zhuǎn)速時的性能不理想，因此應(yīng)用已不是很廣泛。

扭矩傳感器的應(yīng)用范圍非常廣泛。在汽車工業(yè)中，扭矩傳感器可以用于發(fā)動機(jī)、變速器、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)等的性能測試和調(diào)節(jié)。在機(jī)器人技術(shù)中，扭矩傳感器可以用于監(jiān)測機(jī)器人關(guān)節(jié)的扭矩，從而實現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動控制和反饋控制。在航空航天領(lǐng)域中，扭矩傳感器可以用于測量航空發(fā)動機(jī)和飛機(jī)部件的扭矩，從而提高飛機(jī)的安全性和性能。在石油和天然氣開采領(lǐng)域中，扭矩傳感器可以用于測量鉆井設(shè)備和油泵的扭矩，從而提高采油效率和降低成本。在醫(yī)療設(shè)備中，扭矩傳感器可以用于測量人體肌肉和關(guān)節(jié)的扭矩，從而幫助醫(yī)生診斷和治療疾病。在材料測試中，扭矩傳感器可以用于測量材料的彈性模量、抗剪強(qiáng)度和轉(zhuǎn)動剛度等物理參數(shù)。