扭矩傳感器是什么

扭矩傳感器是對各種旋轉或非旋轉機械部件上扭轉力矩感知的檢測裝置，能將扭力的物理變化轉換成精確電信號。

它分為動態和靜態兩大類，動態扭矩傳感器還有多種別名，如轉矩傳感器、轉矩轉速傳感器等。

扭矩傳感器具有精度高、頻響快、可靠性好、壽命長等優點，可應用于制造粘度計、電動（氣動、液力）扭力扳手等。

其工作原理是在驅動源和負載之間的扭轉軸兩側安裝齒形圓盤和磁電傳感器，當齒形圓盤旋轉時，會因圓盤齒凸凹引起磁路氣隙變化，從而在線圈中感應出交流電壓，頻率與圓盤上齒數和轉數乘積相等。當扭矩作用在扭轉軸上，兩個磁電傳感器輸出的感應電壓存在相位差，此相位差與扭轉軸扭轉角成正比，這樣就能把扭矩引起的扭轉角轉換成相位差電信號。

扭矩傳感器的特性包括能測靜止和旋轉轉矩、檢測精度高穩定性好、體積小重量輕安裝多樣、無磨損件可高速運行、輸出高電平頻率信號能直接送計算機處理、測量彈性體強度能承受高過載等。

測量原理是將專用扭轉應變計作為應變膠附著在測量彈性軸上構成應變橋，為應變橋供電測彈性軸扭轉電信號，放大變形信號后經壓/頻轉換為與扭轉反應成正比的頻率信號。

原理結構是在特殊彈性軸上粘貼扭力測量片構成可變電橋，軸上固定能量環變壓器二級線圈、信號環變壓器一級線圈等。

工作過程是為傳感器供 15V 電源，磁路上晶體振蕩器產生 400Hz 方波，經功率放大器產生交流磁電電源，通過能量環變壓器從靜止初級線圈傳至旋轉次級線圈，交流電源經軸上整流濾波電路得 5V 直流電源作運算放大器工作電源，由基準電源和雙運算放電組成高精度電源產生 4.5V 直流電源作橋接等電源。

轉矩是使機械元件轉動的力矩，機械元件受轉矩會產生扭轉變形，轉矩有時也叫扭矩，是各種工作機械傳動軸的基本載荷形式，與動力機械工作能力等因素緊密聯系，其測量對傳動軸載荷確定與控制等有重要意義，國際單位制中計量單位為牛頓·米。

轉矩傳感器利用扭軸把轉矩轉換成扭應力或扭轉角，再轉成與轉矩有關電信號，扭軸有實心軸、空心軸等形式，按作用原理不同，扭應力式轉矩傳感器分電阻應變式和壓磁式，扭轉角式分振弦式、光電式和相位差式。電阻應變式把電阻應變片貼在扭軸上，應變電橋供電和輸出信號需通過導電滑環，結構簡單制造方便，但因用導電滑環，振動頻率低，不適于高速旋轉體和扭軸振動大的場合。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯網）