Características e princípio de trabalho dos sensores de torque

características e princípio de trabalho dos sensores de torque

 

Os sensores de torque

rapidamente se tornaram um componente essencial em várias indústrias, estabelecendo -se como uma parte indispensável da família do sensor.

 

I. Características dos sensores de torque:

 

1. Capacidade de medição: eles podem medir o torque estático e dinâmico, bem como torque estacionário e rotacional.

2. Alta precisão e estabilidade: elas oferecem alta precisão de detecção e boa estabilidade e são projetadas para evitar interferências.

3. Compacto e leve: esses sensores são pequenos em tamanho, leves e vêm em várias estruturas de instalação, facilitando a instalação e o uso. Eles podem medir continuamente o torque positivo e negativo sem a necessidade de redefinir zero.

4. Durabilidade: sem peças de desgaste como anéis condutores, eles podem operar em alta velocidade por longos períodos.

5. Saída do sinal direto: os sensores Saídas de alto nível de nível de frequência que podem ser processadas diretamente pelos computadores.

6. Alta capacidade de sobrecarga: o elemento elástico usado nesses sensores pode suportar sobrecargas muito altas.

 

ii. Princípio de medição dos sensores de torque:

 

Os manôs de tensão de torção especiais estão presos ao eixo elástico sendo medido, formando uma ponte de tensão. Quando a energia é fornecida a esta ponte, ela pode medir o sinal elétrico de torção do eixo elástico. Esse sinal de deformação é amplificado e convertido em um sinal de frequência proporcional à reação torcional através de uma conversão de pressão/frequência. A entrada de energia e a saída de sinal para este sistema são gerenciadas por dois conjuntos de transformadores especiais em forma de anel que facilitam a transmissão de energia e sinal sem contato.

 

iii. Princípio estrutural dos sensores de torque:

 

Um sensor básico de torque é formado pela anexação das tiras de medição de torção especiais a um eixo elástico especial, criando uma ponte elétrica variável. Os seguintes componentes são fixados no eixo:

1. A bobina secundária do transformador de anel de energia,

2. A bobina primária do transformador de anel de sinal,

3. Uma placa de circuito impressa no eixo, que inclui fonte de alimentação de retificação e estabilização, circuito de amplificação de instrumentação, circuito de conversão V/F (tensão a frequência) e circuito de saída de sinal.

 

iv. Processo de trabalho dos sensores de torque:

 

Uma fonte de alimentação de 15V é fornecida ao sensor. Um oscilador de cristal no circuito magnético gera uma onda quadrada de 400Hz, que é amplificada pelo amplificador de potência TDA2030 para produzir uma fonte de alimentação magnética CA. Essa potência é transmitida da bobina primária estacionária para a bobina secundária rotativa através do transformador de anel de energia T1. A energia CA resultante é retificada e filtrada pelo circuito no eixo para obter uma fonte de alimentação de 5V CC, que alimenta o amplificador operacional AD822. Uma fonte de alimentação DC de alta precisão 4.5V, produzida pela fonte de energia de referência AD589 e amplificador operacional duplo AD822, é usado para alimentar a ponte, o amplificador e o conversor V/F.

 

Quando o eixo elástico sofre torção, o sinal de deformação no nível do MV detectado pela ponte de cepa é amplificado para um forte sinal de 1,5V a 1V pelo amplificador de instrumentação ad620. Este sinal é então convertido em um sinal de frequência pelo conversor V/F LM131. O sinal de frequência é transmitido da bobina primária rotativa para a bobina secundária estacionária através do transformador de anel de sinal T2. Após a filtragem e a modelagem pelo circuito de processamento de sinal no alojamento do sensor, o sinal de frequência, que é proporcional ao torque aplicado ao eixo elástico, é obtido. Como existe apenas um pequeno espaço de alguns milímetros entre os anéis móveis e estáticos, e parte do eixo do sensor é encerrada em um alojamento de metal, a blindagem eficaz é alcançada, resultando em forte capacidade anti-interferência.