ลักษณะและหลักการทำงานของเซ็นเซอร์แรงบิด

ลักษณะและหลักการทำงานของเซ็นเซอร์แรงบิด

 

เซ็นเซอร์แรงบิดได้กลายเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในอุตสาหกรรมต่าง ๆ อย่างรวดเร็วสร้างตัวเองว่าเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของตระกูลเซ็นเซอร์

 

I. ลักษณะของเซ็นเซอร์แรงบิด:

 

1. ความสามารถในการวัด: พวกเขาสามารถวัดแรงบิดทั้งแบบคงที่และแบบไดนามิกรวมถึงแรงบิดทั้งที่อยู่กับที่และการหมุน

2. ความแม่นยำและความมั่นคงสูง: พวกเขามีความแม่นยำในการตรวจจับสูงและความมั่นคงที่ดีและได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันการรบกวน

3. ขนาดกะทัดรัดและน้ำหนักเบา: เซ็นเซอร์เหล่านี้มีขนาดเล็กน้ำหนักเบาและมาในโครงสร้างการติดตั้งที่หลากหลายทำให้ติดตั้งและใช้งานได้ง่าย พวกเขาสามารถวัดแรงบิดบวกและลบอย่างต่อเนื่องโดยไม่จำเป็นต้องรีเซ็ตเป็นศูนย์

4. ความทนทาน: ไม่มีชิ้นส่วนที่สวมใส่เช่นวงแหวนนำไฟฟ้าพวกเขาสามารถทำงานด้วยความเร็วสูงเป็นระยะเวลานาน

5. เอาต์พุตสัญญาณโดยตรง: เซ็นเซอร์ส่งออกสัญญาณความถี่ระดับสูงที่สามารถประมวลผลได้โดยตรงโดยคอมพิวเตอร์

6. ความสามารถในการโอเวอร์โหลดสูง: องค์ประกอบยืดหยุ่นที่ใช้ในเซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถทนต่อการโอเวอร์โหลดได้สูงมาก

 

ii หลักการวัดของเซ็นเซอร์แรงบิด:

 

มาตรวัดความเครียดแรงบิดพิเศษติดอยู่กับเพลายืดหยุ่นที่ถูกวัดทำให้เกิดสะพานสายพันธุ์ เมื่อพลังงานถูกส่งไปยังสะพานนี้มันสามารถวัดสัญญาณไฟฟ้าแรงบิดของเพลายืดหยุ่น สัญญาณการเสียรูปนี้จะถูกขยายและแปลงเป็นสัญญาณความถี่ตามสัดส่วนกับปฏิกิริยาแรงบิดผ่านการแปลงความดัน/ความถี่ อินพุตพลังงานและเอาต์พุตสัญญาณสำหรับระบบนี้ได้รับการจัดการโดยหม้อแปลงรูปวงแหวนพิเศษสองชุดซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการส่งพลังงานและการส่งสัญญาณ

 

iii หลักการโครงสร้างของเซ็นเซอร์แรงบิด:

 

เซ็นเซอร์แรงบิดพื้นฐานเกิดขึ้นโดยการติดตั้งแถบการวัดแรงบิดพิเศษกับเพลายืดหยุ่นพิเศษสร้างสะพานไฟฟ้าผันแปร ส่วนประกอบต่อไปนี้ได้รับการแก้ไขไปยังเพลา:

1. ขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลงแหวนพลังงาน,

2. ขดลวดหลักของหม้อแปลงสัญญาณแหวนสัญญาณ,

3. แผงวงจรพิมพ์บนเพลาซึ่งรวมถึงแหล่งจ่ายไฟการแก้ไขและการทำให้เสถียรวงจรการขยายเครื่องมือวัด V/F (แรงดันไฟฟ้าต่อความถี่) และวงจรเอาท์พุทสัญญาณ

 

iv กระบวนการทำงานของเซ็นเซอร์แรงบิด:

 

แหล่งจ่ายไฟ 15V มอบให้กับเซ็นเซอร์ oscillator คริสตัลในวงจรแม่เหล็กสร้างคลื่นสี่เหลี่ยม 400Hz ซึ่งขยายโดยแอมพลิฟายเออร์พลังงาน TDA2030 เพื่อผลิตแหล่งจ่ายไฟแม่เหล็ก AC กำลังนี้ถูกส่งจากขดลวดหลักที่อยู่กับที่ไปยังขดลวดทุติยภูมิที่หมุนได้ผ่านหม้อแปลงแหวนพลังงาน T1 พลังงาน AC ที่เกิดขึ้นนั้นได้รับการแก้ไขและกรองโดยวงจรบนเพลาเพื่อรับแหล่งจ่ายไฟ 5V DC ซึ่งเป็นพลังของแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการ AD822 แหล่งจ่ายไฟที่มีความแม่นยำสูง 4.5V DC ผลิตโดยแหล่งพลังงานอ้างอิง AD589 และแอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการคู่ AD822 ใช้เพื่อเพิ่มพลังงานสะพานเครื่องขยายเสียงและตัวแปลง V/F

 

เมื่อเพลายืดหยุ่นผ่านแรงบิดสัญญาณการเสียรูประดับ MV ที่ตรวจพบโดยสะพานความเครียดจะถูกขยายให้เป็นสัญญาณที่แข็งแกร่งของ 1.5V ถึง 1V โดยเครื่องขยายเสียง AD620 สัญญาณนี้จะถูกแปลงเป็นสัญญาณความถี่โดยตัวแปลง V/F LM131 สัญญาณความถี่จะถูกส่งจากขดลวดหลักหมุนไปยังขดลวดทุติยภูมิที่อยู่กับที่ผ่านหม้อแปลงสัญญาณแหวน T2 หลังจากการกรองและการรูปร่างโดยวงจรการประมวลผลสัญญาณในตัวเรือนเซ็นเซอร์สัญญาณความถี่ซึ่งเป็นสัดส่วนกับแรงบิดที่ใช้กับเพลายืดหยุ่น เนื่องจากมีช่องว่างเล็ก ๆ เพียงไม่กี่มิลลิเมตรระหว่างวงแหวนที่เคลื่อนที่และแบบคงที่และส่วนหนึ่งของเพลาเซ็นเซอร์ถูกล้อมรอบในตัวเรือนโลหะการป้องกันที่มีประสิทธิภาพจะเกิดขึ้นได้ทำให้เกิดความสามารถในการต่อต้านการแทรกแซงที่แข็งแกร่ง