扭矩傳感器自出現(xiàn)，在短短時(shí)間內(nèi)已經(jīng)應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中，成為傳感器家族中不可或缺的一個(gè)品種。

一、工作過(guò)程

　　向傳感器提供±15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波，經(jīng)過(guò)TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過(guò)能源環(huán)形變壓器T1從靜止的初級(jí)線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈，得到的交流電源通過(guò)軸上的整流濾波電路得到±５V的直流電源，該電源做運(yùn)算放大器AD822的工作電源；由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生±4.5V的精密直流電源，該電源既作為電橋電源，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí)，應(yīng)變橋檢測(cè)得到的mV級(jí)的應(yīng)變信號(hào)通過(guò)儀表放大器AD620放大成1.５v±1v的強(qiáng)信號(hào)，再通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號(hào)，通過(guò)信號(hào)環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級(jí)線圈傳遞至靜止次級(jí)線圈，再經(jīng)過(guò)傳感器外殼上的信號(hào)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(hào)，該信號(hào)為TTL電平,既可提供給專用二次儀表或頻率計(jì)顯示也可直接送計(jì)算機(jī)處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動(dòng)--靜環(huán)之間只有零點(diǎn)幾毫米的間隙，加之傳傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi)，形成有效的屏蔽，因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力?！　　?/P>

二、應(yīng)用范圍

　　1. 檢測(cè)發(fā)電機(jī)，電動(dòng)機(jī) ，內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備輸出扭矩及功率。

　　2. 檢測(cè)減速機(jī)，風(fēng)機(jī)，泵，攪拌機(jī)，卷?yè)P(yáng)機(jī)，螺旋槳，鉆探機(jī)械等設(shè)備的負(fù)載扭矩及輸入功率。

　　3. 檢測(cè)各種機(jī)械加工中心，自動(dòng)機(jī)床的工作過(guò)程中的扭矩。

　　4. 各種旋轉(zhuǎn)動(dòng)力設(shè)備系統(tǒng)所傳遞的扭矩及效率；

　　5. 檢測(cè)扭矩的同時(shí)可以檢測(cè)轉(zhuǎn)速，軸向力。

　　6. 可用于制造粘度計(jì)，電動(dòng)(氣動(dòng)，液力)扭力扳手。

　　三、傳感器原理結(jié)構(gòu)

　　在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測(cè)扭應(yīng)片并組成變橋，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器；在軸上固定著：

　　(1)能源環(huán)形變壓器的次級(jí)線圈

　　(2)信號(hào)環(huán)形變壓器初級(jí)線圈

　　(3)軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號(hào)輸出電路?！　?/P>

　四、測(cè)量原理

　　將專用的測(cè)扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上并組成應(yīng)變橋,向應(yīng)變橋提供電源即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào)。將該應(yīng)變信號(hào)放大后，經(jīng)過(guò)壓/頻轉(zhuǎn)換，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào)。本系統(tǒng)的能源輸入及信號(hào)輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)型變壓器承擔(dān)的,因此實(shí)現(xiàn)了無(wú)接觸的能源及信號(hào)傳遞功能?！?/P>

五、特點(diǎn)

　　1.既可以測(cè)量靜止扭矩，也可以測(cè)量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩;

　　2.既可以測(cè)量靜態(tài)扭矩，也可以測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩;

　　3.檢測(cè)精度高，穩(wěn)定性好；抗干擾性強(qiáng);

　　4.體積小，重量輕，多種安裝結(jié)構(gòu)，易于安裝使用；

　　5.不需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)扭矩; 

　　6.沒(méi)有導(dǎo)電環(huán)等磨損件，可以高轉(zhuǎn)速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行；

　　7.傳感器輸出高電平頻率信號(hào)可直接送計(jì)算機(jī)處理；

　　8.測(cè)量彈性體強(qiáng)度大可承受100%的過(guò)載。

風(fēng)向風(fēng)速傳感器技術(shù)指標(biāo)及特點(diǎn)

        風(fēng)向、風(fēng)速儀用于測(cè)量瞬時(shí)風(fēng)速風(fēng)向，具有自動(dòng)顯示功能。主要由支桿，風(fēng)標(biāo)，風(fēng)杯，風(fēng)速風(fēng)向感應(yīng)器組成，風(fēng)標(biāo)的指向即為來(lái)風(fēng)方向，根據(jù)風(fēng)杯的轉(zhuǎn)速來(lái)計(jì)算出風(fēng)速。

風(fēng)速

　　測(cè)量范圍：0~60m/s

　　精確度：±(0.3+0.03V)m/s

　　分辨率：0.1m/s

風(fēng)向

　　測(cè)量范圍：0~360°

　　精確度：±3°

　　分辨率：3°

　　2.抗風(fēng)強(qiáng)度： 70m/s

　　3.起動(dòng)風(fēng)速： ≤0.5m/s

　　4.起動(dòng)風(fēng)向： ≤0.5m/s

　　5.2分鐘、10分鐘平均風(fēng)向風(fēng)速。

　　6.當(dāng)日最大和極大風(fēng)速風(fēng)向及它所出現(xiàn)的時(shí)間。

　　7.工作電壓： AC220x(1±10%)V 50Hz

　　或DC6V(交直流自動(dòng)切換)

　　8.遙測(cè)距離： ≤100m(根據(jù)用戶需求可訂制)

　　9.輸出接口： RS232C波特率9.6k。

　　風(fēng)速的測(cè)試方法　風(fēng)速測(cè)試有平均風(fēng)速的測(cè)試和紊流成分（風(fēng)的亂流1～150KHz、與變動(dòng)不同）的測(cè)試。測(cè)試平均風(fēng)速的方法有熱式、超音波式、葉輪式、及皮

風(fēng)向風(fēng)速記錄儀能夠監(jiān)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)向兩個(gè)參數(shù)，風(fēng)向風(fēng)速傳感器是風(fēng)向風(fēng)速儀的核心部件，它可以感應(yīng)風(fēng)向和風(fēng)速并及時(shí)測(cè)出風(fēng)向和風(fēng)速。

　　目前國(guó)內(nèi)外風(fēng)向風(fēng)速傳感器可以分為三類。第一類為螺旋槳式風(fēng)向風(fēng)速傳感器;第二類為風(fēng)速是三杯式、風(fēng)向是單翼式的風(fēng)向風(fēng)速傳感器;第三類為超聲波風(fēng)向風(fēng)速傳感器。螺旋槳式風(fēng)傳感器精度較差,動(dòng)態(tài)性能一般;超聲波風(fēng)傳感器目前應(yīng)用還不太成熟。

　　風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器工作原理是:風(fēng)速傳感器的感應(yīng)元件為三杯式回轉(zhuǎn)架,信號(hào)變換電路為霍爾開(kāi)關(guān)電路。在水平風(fēng)力作用下,風(fēng)杯組旋轉(zhuǎn),通過(guò)主軸帶動(dòng)磁棒盤旋轉(zhuǎn),其上的36只磁體形成18個(gè)小磁場(chǎng),風(fēng)杯組每旋轉(zhuǎn)1圈,在霍爾開(kāi)關(guān)電路中感應(yīng)出18個(gè)脈沖信號(hào),其頻率隨風(fēng)速的增大而線性增加。其校準(zhǔn)方程為:V= 0.1F(V:風(fēng)速,單位:m/s;F:脈沖頻率,單位:Hz。)。

　　風(fēng)向傳感器的感應(yīng)元件為風(fēng)向標(biāo)組件。角度變換為格雷碼盤加光電電路。當(dāng)風(fēng)向標(biāo)組件隨風(fēng)向旋轉(zhuǎn)時(shí),帶動(dòng)主軸及碼盤一同旋轉(zhuǎn),每轉(zhuǎn)動(dòng) 2.8125°,位于光電器件支架上下兩邊的7位光電變換電路就輸出1組新的7位并行格雷碼,經(jīng)整形電路整形并反相后輸出。傳感器具有動(dòng)態(tài)特性好、線性好、精度高、靈敏度高(3°;0.1 m/s)、抗風(fēng)強(qiáng)度高(≤70 m/s)、測(cè)量范圍寬(0~60 m/s)、互換性好、工作可靠、抗雷電干擾能力強(qiáng)等多種優(yōu)良性能。風(fēng)杯由特種工程塑料注塑成型,風(fēng)向標(biāo)尾翼板用質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、剛性好且在高溫高壓條件下成型的非金屬材料制造。具有重量輕,強(qiáng)度好、抗風(fēng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。

超聲傳感器的使用原理

超聲傳感器內(nèi)有一個(gè)頻率變換器，當(dāng)變換器元件振動(dòng)時(shí)，這個(gè)頻率變換器就會(huì)向一個(gè)方向發(fā)出聽(tīng)不見(jiàn)的高頻聲波。如果聲波碰到物體并反射回來(lái)，變換器即可接到回波信號(hào)。傳感器根據(jù)從發(fā)出超聲波脈沖到返回回波信號(hào)之間的時(shí)間來(lái)確定與物體之間的距離。

例如，裝在塑料熔體罐或塑料粒料室頂部的超聲傳感器向集裝箱內(nèi)部發(fā)出聲波時(shí)，回波返回的時(shí)間長(zhǎng)度即可表示該集裝箱是否已滿、空或半滿。

有些超聲傳感器分別采用一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器變換器。這種雙向模式超聲傳感器適用于需要進(jìn)行制品邊緣檢測(cè)或希望有更快的響應(yīng)時(shí)間，或在潮濕環(huán)境下使用的情況。

在檢測(cè)透明物體、液體、任何表面（粗糙、光滑、光亮）的密致材料和不規(guī)則物體時(shí)，超聲傳感器應(yīng)該是。但超聲傳感器不適用于室外、酷熱環(huán)境或壓力罐，也不能用于探測(cè)泡沫物體。

超聲傳感器在食品加工廠用于實(shí)現(xiàn)塑料包裝檢測(cè)的閉環(huán)控制系統(tǒng)

超聲傳感技術(shù)的創(chuàng)新

如今，超聲傳感器引入了幾項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，使其能夠用于傳統(tǒng)設(shè)備無(wú)法工作的領(lǐng)域：

·采用防護(hù)等級(jí)為 IP67 和 IP69K 的護(hù)蓋，可在潮濕環(huán)境（如洗瓶機(jī)）下進(jìn)行探測(cè)。
·內(nèi)置溫度補(bǔ)償電路可補(bǔ)償正常的塑料成型工廠倒班操作時(shí)可能遇到的劇烈溫度變化。
·傳感器表面的特制覆膜可防止有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。
·先進(jìn)的濾波電路使超聲傳感器可不受工廠環(huán)境噪音的影響。
·新型變換器設(shè)計(jì)使其防損性能大大增強(qiáng)，并可在不潔環(huán)境中使用。

超聲傳感器在包裝線上通過(guò)監(jiān)控兩個(gè)滾軸之間的張力來(lái)控制材料的傳輸速度

新用途

隨著新技術(shù)的不斷推出，原來(lái)一些不能使用超聲傳感器的領(lǐng)域，已開(kāi)始更多地使用超聲傳感器。超聲傳感器可用于探測(cè)液位、探測(cè)透明物體和材料，控制張力以及測(cè)量距離。其應(yīng)用行業(yè)包括包裝、制瓶、物料搬運(yùn)、塑料加工以及汽車行業(yè)等。

超聲傳感器現(xiàn)已常規(guī)用于流程監(jiān)控以提高產(chǎn)品質(zhì)量、檢測(cè)缺陷、確定有無(wú)以及其它方面。這些傳感器還能減少由損壞部件產(chǎn)生的廢品，以及由此引起的停工時(shí)間，從而提高生產(chǎn)率。目前，如何讓各行各業(yè)認(rèn)識(shí)到超聲傳感器在制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力是我們面臨的重大挑戰(zhàn)，包括在質(zhì)量控制、流程控制和檢驗(yàn)等方面。

超聲傳感器用于檢測(cè)儲(chǔ)料室的粒子料位

應(yīng)用過(guò)程的注意事項(xiàng)

范圍和大小

要探測(cè)的物體大小直接影響超聲傳感器的檢測(cè)范圍。傳感器必須探測(cè)到一定聲級(jí)的聲音才可以進(jìn)行輸出。大部件能將大部分聲音反射給超聲傳感器，這樣傳感器即可在其最遠(yuǎn)傳感距離檢測(cè)到此部件。小部件僅能反射較少的一部分聲音，從而導(dǎo)致傳感范圍大大縮小。

要探測(cè)的物體

使用超聲探測(cè)的理想物體應(yīng)體積大、平整且密度高，并與變換器正面垂直。最難探測(cè)的物體是體積小且由吸音材料（如泡沫橡膠）制成的物體，或者與變換器呈一定角度的物體。

如果液面靜止且與傳感器表面垂直，探測(cè)液體就很容易。如果液面波動(dòng)大，可延長(zhǎng)傳感器的響應(yīng)時(shí)間，從而取波動(dòng)變化的平均值以獲得更一致的讀數(shù)。但是，超聲傳感器還不能精確探測(cè)表面為泡沫狀的液體，因?yàn)榕菽瓡?huì)使聲音的傳播方向發(fā)生偏離。

可以使用超聲傳感器的反向超聲模式，探測(cè)形狀不規(guī)則的物體。在反向超聲模式下，超聲傳感器會(huì)探測(cè)一個(gè)平整背景，如墻壁。任何穿過(guò)傳感器和墻壁之間的物體都會(huì)阻斷聲波。傳感器即可通過(guò)探測(cè)該干擾來(lái)識(shí)別物體的存在。

振動(dòng)

無(wú)論是傳感器本身的振動(dòng)還是附近機(jī)器的振動(dòng)，都可能會(huì)影響測(cè)量距離時(shí)的精確度?？稍诎惭b傳感器時(shí)用橡膠防振裝置來(lái)減少這類問(wèn)題。有時(shí)也可使用導(dǎo)軌來(lái)消除或降低部件振動(dòng)。

衰減

傳感器還設(shè)計(jì)了溫度補(bǔ)償功能，以調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的緩慢改變。但是，它不能調(diào)節(jié)溫度梯度或環(huán)境溫度的快速變化。

誤測(cè)結(jié)果

附近的物體（如導(dǎo)軌或固定桿）可能會(huì)反射聲波。要準(zhǔn)確探測(cè)目標(biāo)物體，必須降低或消除附近聲音反射表面的影響。為了避免誤測(cè)附近物體，許多超聲傳感器都裝有LED指示燈，用于在安裝時(shí)指示操作人員，以確保正確安裝傳感器并降低誤測(cè)風(fēng)險(xiǎn)。

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