Charakteristika a princíp činnosti snímačov krútiaceho momentu

Charakteristika a princíp fungovania snímačov krútiaceho momentu

 

Snímače krútiaceho momentu sa rýchlo stali základným komponentom v rôznych priemyselných odvetviach a etablovali sa ako nenahraditeľná súčasť rodiny snímačov.

 

I. Charakteristika snímačov krútiaceho momentu:

 

1. Možnosť merania: Môžu merať statický aj dynamický krútiaci moment, ako aj stacionárny a rotačný krútiaci moment.

2. Vysoká presnosť a stabilita: Ponúkajú vysokú presnosť detekcie a dobrú stabilitu a sú navrhnuté tak, aby zabránili rušeniu.

3. Kompaktné a ľahké: Tieto snímače majú malú veľkosť, sú ľahké a dodávajú sa v rôznych inštalačných štruktúrach, čo uľahčuje ich inštaláciu a používanie. Môžu nepretržite merať kladný a záporný krútiaci moment bez potreby nulovania.

4. Trvanlivosť: Bez opotrebiteľných dielov, ako sú vodivé krúžky, môžu dlhodobo pracovať pri vysokých rýchlostiach.

5. Výstup priameho signálu: Snímače vydávajú vysokofrekvenčné signály, ktoré môžu byť priamo spracované počítačmi.

6. Vysoká kapacita preťaženia: Pružný prvok použitý v týchto snímačoch vydrží veľmi vysoké preťaženie.

 

II. Princíp merania snímačov krútiaceho momentu:

 

K meranému elastickému hriadeľu sú pripevnené špeciálne torzné tenzometre, ktoré tvoria mostík napätia. Keď je tomuto mostíku privádzaná energia, môže merať torzný elektrický signál pružného hriadeľa. Tento deformačný signál je zosilnený a prevedený na frekvenčný signál úmerný torznej reakcii prostredníctvom tlakovo/frekvenčnej konverzie. Vstup energie a výstup signálu pre tento systém riadia dve sady špeciálnych prstencových transformátorov, ktoré uľahčujú bezkontaktný prenos energie a signálu.

 

III. Konštrukčný princíp snímačov krútiaceho momentu:

 

Základný snímač krútiaceho momentu je vytvorený pripevnením špeciálnych torzných meracích pásikov na špeciálny elastický hriadeľ, čím sa vytvorí variabilný elektrický most. Nasledujúce komponenty sú pripevnené k hriadeľu:

1. Sekundárna cievka prstencového transformátora energie,

2. Primárna cievka signálneho prstencového transformátora,

3. Doska s plošnými spojmi na hriadeli, ktorá obsahuje usmerňovacie a stabilizačné napájanie, zosilňovací obvod prístrojového vybavenia, obvod prevodu V/F (napätie na frekvenciu) a obvod výstupu signálu.

 

IV. Pracovný proces snímačov krútiaceho momentu:

 

Senzor je napájaný 15 V napájaním. Kryštálový oscilátor v magnetickom obvode generuje štvorcovú vlnu s frekvenciou 400 Hz, ktorá je zosilnená výkonovým zosilňovačom TDA2030 na výrobu striedavého magnetického napájacieho zdroja. Tento výkon sa prenáša zo stacionárnej primárnej cievky na rotujúcu sekundárnu cievku cez prstencový energetický transformátor T1. Výsledný striedavý výkon je usmernený a filtrovaný obvodom na hriadeli, aby sa získal 5V DC zdroj, ktorý napája operačný zosilňovač AD822. Na napájanie mostíka, zosilňovača a V/F prevodníka sa používa vysoko presný 4,5V jednosmerný zdroj, vyrobený referenčným zdrojom AD589 a duálnym operačným zosilňovačom AD822.

 

Keď pružný hriadeľ podlieha krúteniu, deformačný signál na úrovni mV detekovaný napínacím mostíkom sa zosilní na silný signál 1,5 V až 1 V prístrojovým zosilňovačom AD620. Tento signál je potom prevedený na frekvenčný signál prevodníkom V/F LM131. Frekvenčný signál sa prenáša z rotujúcej primárnej cievky do stacionárnej sekundárnej cievky cez signálny prstencový transformátor T2. Po filtrácii a tvarovaní obvodom spracovania signálu v kryte snímača sa získa frekvenčný signál, ktorý je úmerný krútiacemu momentu aplikovanému na pružný hriadeľ. Pretože medzi pohyblivým a statickým krúžkom je len malá medzera niekoľkých milimetrov a časť hriadeľa snímača je uzavretá v kovovom puzdre, je dosiahnuté účinné tienenie, čo vedie k silnej odolnosti proti rušeniu.