Карактеристики и принцип на работа на сензорите за вртежен момент

Карактеристики и работен принцип на сензорите за вртежен момент

 

Сензорите за вртежен момент брзо станаа суштинска компонента во различни индустрии, поставувајќи се себеси како незаменлив дел од семејството на сензори.

 

I. Карактеристики на сензорите за вртежен момент:

 

1. Способност за мерење: Тие можат да мерат и статички и динамички вртежен момент, како и стационарен и ротациски вртежен момент.

2. Висока прецизност и стабилност: нудат висока точност за откривање и добра стабилност и се дизајнирани да спречат пречки.

3. Компактни и лесни: овие сензори се мали по големина, лесни и се достапни во различни структури за инсталација, што ги прави лесни за инсталирање и употреба. Тие можат постојано да мерат позитивен и негативен вртежен момент без потреба од ресетирање на нула.

4. Трајност: Без делови од абење како проводни прстени, тие можат да работат со големи брзини подолги периоди.

5. Излез на директен сигнал: сензорите емитуваат фреквентни сигнали на високо ниво што може директно да се обработат од компјутерите.

6. Висок капацитет за преоптоварување: Еластичниот елемент што се користи во овие сензори може да издржи многу високи преоптоварувања.

 

II. Принцип на мерење на сензори за вртежен момент:

 

На еластичното вратило што се мери се прикачени специјални торзионални мерачи на напрегање, формирајќи мост на напрегање. Кога овој мост се напојува со струја, тој може да го мери торзиониот електричен сигнал на еластичното вратило. Овој сигнал за деформација се засилува и се претвора во фреквентен сигнал пропорционален на торзионата реакција преку конверзија на притисок/фреквенција. Влезот на енергија и излезот на сигналот за овој систем се управувани од два сета специјални трансформатори во облик на прстен кои го олеснуваат бесконтактниот пренос на енергија и сигнал.

 

III. Структурен принцип на сензори за вртежен момент:

 

Основен сензор за вртежен момент се формира со прикачување на специјални мерни ленти за торзија на специјално еластично вратило, создавајќи променлив електричен мост. Следниве компоненти се фиксирани на вратилото:

1. Секундарниот калем на енергетскиот прстенест трансформатор,

2. Примарниот калем на сигналниот прстенест трансформатор,

3. Печатено коло на вратилото, кое вклучува напојување за исправување и стабилизација, коло за засилување на инструментите, коло за конверзија V/F (напон во фреквенција) и коло за излез на сигнал.

 

IV. Работен процес на сензори за вртежен момент:

 

Обезбедено е напојување од 15V на сензорот. Кристален осцилатор во магнетното коло генерира квадратен бран од 400 Hz, кој се засилува со засилувачот за напојување TDA2030 за да произведе AC магнетно напојување. Оваа моќност се пренесува од стационарниот примарен калем до ротирачкиот секундарен калем преку енергетскиот прстенест трансформатор Т1. Добиената наизменична струја се коригира и се филтрира од колото на вратилото за да се добие напојување од 5V DC, кое го напојува оперативниот засилувач AD822. Високопрецизно напојување од 4,5 V DC, произведено од референтниот извор на енергија AD589 и двојниот оперативен засилувач AD822, се користи за напојување на мостот, засилувачот и V/F конверторот.

 

Кога еластичното вратило е подложено на торзија, сигналот за деформација на ниво на mV што го детектира мостот за истегнување се засилува на силен сигнал од 1,5 V до 1V од засилувачот на инструменти AD620. Овој сигнал потоа се претвора во фреквентен сигнал со V/F конверторот LM131. Сигналот за фреквенција се пренесува од ротирачкиот примарен калем до стационарниот секундарен калем преку сигналниот прстенест трансформатор Т2. По филтрирањето и обликувањето со колото за обработка на сигналот во куќиштето на сензорот, се добива сигналот за фреквенција, кој е пропорционален на вртежниот момент што се применува на еластичното вратило. Бидејќи има само мал јаз од неколку милиметри помеѓу подвижните и статичните прстени, а дел од осовината на сензорот е затворен во метално куќиште, се постигнува ефективно заштитување, што резултира со силна способност против пречки.