Датчик крутящего момента, который также называется преобразователем крутящего момента, является инструментом для измерения и контроля крутящего момента во вращающейся системе, такой как коленчатый вал двигателя. Крутящий момент измеряется путем измерения отклонения вала, вызванного крутящей силой. Величина крутящего момента может быть определена путем измерения угла поворота одного конца вала относительно другого. Существуют два типа крутящего момента, которые измерятся, статический момент и динамический момент.
Тензодатчики являются наиболее распространенным способом для измерения вращающего момента, приложенного к валу. При измерении динамического крутящего момента на вращающемся валу, контактными кольцами, беспроводной телеметрией и/или поворотные трансформаторы должны быть использованы для питания тензометрических мост для получения сигнала. Хотя тензодатчики крутящего момента обеспечивают высокую точность, их высокая стоимость и громоздкость ограничивает их применение. Кроме того, эти датчики, как правило, требуют высоких уровней обслуживания, что делает их непригодными для массовой интеграции в производственные системы.
Устройство датчика крутящего момента
Другой подход для измерения крутящего момента, применяет близость датчиков и вала. Эти датчики определяют крутящий момент путем измерения углового смещения между двумя концами вала. Устанавливая два идентичных зубчатых колеса на валу на расстоянии друг от друга, угловое смещение, вызванное крутящим моментом может быть измерено. Бесконтактные датчики или фотоэлементы, расположенные у каждого зубчатого колеса производят выходное напряжение, которое, возрастает по мере увеличения крутящего момента.
Магнитоупругий датчик крутящего момента также может быть использован для измерения вращающего момента, приложенного к валу. Этот датчик обнаруживает изменение крутящего момента путем измерения изменения в магнитном поле. Ключевыми компонентами магнитоупругого датчика являются тонкое кольцо из стали плотно соединен с валом из нержавеющей стали, образуя магнитную цепь. Магнитометр преобразует магнитное поле в электрический выходной сигнал, который пропорционален крутящему моменту.
Поверхностные акустические волны (SAW). Чувствительный датчики крутящего момента являются новой технологией для беспроводного считывания и передачи значений крутящего момента. Датчики крутящего момента SAW резонаторы, которые имеют резонансную частоту, которая изменяется при приложении крутящего момента. Эти датчики являются пассивными устройствами, которые могут быть возбуждены с приложенным электромагнитным импульсом. Приемник затем по беспроводной сети обнаруживает резонансную частоту и вычисляет момент.