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扭矩传感器基本介绍：

通常所说的转矩是外力矩，如机床主轴旋转是动力源提供的外力矩作用的结果，而扭矩是内力矩，主轴工作时，刀具切削力对主轴的反作用使之产生扭转弹性变形，可用其衡量扭矩的大小。扭矩是使物体发生转动效应或扭转变形的力矩，等于力和力臂的乘积。

扭矩是在旋转动力系统中较频繁涉及到的参数，为了检测旋转扭矩，使用较多的是扭转角相位差式传感器。该传感器是在弹性轴的两端安装着两组齿数、形状及安装角度完全相同的齿轮，在齿轮的外侧各安装着一只接近(磁或光)传感器。当弹性轴旋转时，这两组传感器就可以测量出两组脉冲波，比较这两组脉冲波的前后沿的相位差就可以计算出弹性轴所承受的扭矩量。该方法的优点：实现了转矩信号的非接触传递，检测信号为数字信号；缺点：体积较大，不易安装，低转速时由于脉冲波的前后沿较缓不易比较，因此低速性能不理想。

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加速度技术指标：

●横向灵敏度比

在与传感器灵敏轴垂直的方向上受到激励时传感器的灵敏度，称为横向灵敏度。横向灵敏度与沿灵敏轴方向上的灵敏度之比，称为横向灵敏度比。

●旋转运动灵敏度

某些直线振动传感器对旋转运动是敏感的。在进行试验时必须小心。以免造成测量误差。

●基座应变灵敏度

在传感器基座产生应变时会引起不应有的信号输出，该输出值与传感器灵敏度和应变值乘积的比值，称为基座应变灵敏度。

在某些试验中，加速度计安装处可能会存在动态弯曲、扭转、拉伸等。由于与应变区紧密接触，加速度计底座也会发生应变。

剪切式设计的加速度计要比压缩式的对基座应变的敏感程度小一个数量级。应用绝缘安装螺钉或粘贴式转接件可以减小这种影响。

●磁灵敏度

传感器被置于磁场中会产生的不应有的信号输出，该输出值与传感器灵敏度和磁场的磁感应强度乘积的比值，称为传感器的磁灵敏度。

●安装力矩灵敏度

采用螺纹安装的传感器，安装力矩的变化会引起灵敏度发生变化。施加1/2倍规定安装力矩或施加2倍规定安装力矩时的灵敏度与施加规定安装力矩时的灵敏度之较大差值，相对于施加规定安装力矩时灵敏度的比值的百分数，称为安装力矩灵敏度。

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如何在冲击和跌落测试中选择合适的力传感器？

石英、压电力与应变传感器可靠性高，它具有杰出的动态力和应变测量特性。典型的测量包括在驱动、压缩、冲击、脉冲、反作用与张力过程中的动态力和准静态力。下面让我们通过理论公式和实际例子相结合，详细分析该如何选择：

能量与力的关系：

   根据能量守恒定律，UUT（被测设备）势能PE与动能KE的变化是相等的，即：

PE = KE

   针对跌落测试, m =质量, h =跌落高度, g = 重力加速度, v =冲击速度, 则能量守恒等式为:

mgh = ½ mv²

   冲击速度V不受质量影响，在忽略空气阻力的前提下，速度可按下面等式近似计算：

v = √2gh

冲击位移与力的关系：

   根据能量定理冲击过程中的纯功等于平均力乘以冲击位移，可得到预估的力：

W纯 = ½ mv终²    - ½ mv初²

   在跌落测试中，初速度为零，所以

W纯 = ½ mv终²

   如果假设冲击位移为d，则平均力F可按照如下等式计算：

F = W纯/d

加速度技术指标：

传感器主要工作特性分为有效响应与乱真响应两类。

●有效响应 effective response

在传感器灵敏轴方向上，由输入的机械振动或冲击所引起的传感器的响应。这种响应是正确使用传感器进行测量，取得可靠数据所期望的。

●乱真响应 spurious response

在使用传感器测量机械振动或冲击时，由同时存在的其他物理因素所引起的传感器的响应。这种响应是干扰正确测量的，是不期望的。

有效响应主要有：

灵敏度；幅频响应和相频响应；非线性度。

乱真响应主要有：

温度响应；瞬变温度灵敏度；横向灵敏度；旋转运动灵敏度；基座应变灵敏度；磁灵敏度；安装力矩灵敏度；对特殊环境的响应。

●灵敏度：（Sensitivity）

指定的输出量与指定的输入量之比。

●参考灵敏度：（Reference Sensitivity）

在给定的参考频率和参考幅值下传感器的灵敏度值。

传感器灵敏度越高，测量系统的信噪比就越大，系统就不易受静电干扰或电磁场的影响。对某种具体的加速度计设计型式来说，灵敏度越高，则传感器越重，共振频率也越低。因此选用多大灵敏度受其重量和频率响应的制约。

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传感器主要作用：

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉。而单靠人们自身的感觉，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

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扭矩传感器测量原理：

扭矩的测量：采用应变片电测技术，在弹性轴上组成应变桥。

1.信号输出可任意选择波形─方波或脉冲波。

2.检测精度高、稳定性好、抗干扰性强。

3.不需反复调零即可；连续测量正反扭矩。

4.即可测量静止扭矩，也可测量动态扭矩。

5.体积小、重传感器可脱离二次仪表使用，只要按插座针号提供 +15V，-15V（200mA）的电源，即可输出阻抗与扭矩成正比的等方波或脉冲波频率信号。量轻、易于安装。

6.测量范围： 0—10000Nm标准可选, 非标准2万Nm、3万Nm、5万Nm、8万Nm、10万Nm，特殊量程可定制。

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