轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器/JN338/500AE/500NM/300ORPM.
總體參數(shù)
該傳感器采用兩組特殊環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器來實(shí)現(xiàn)能源的輸入及轉(zhuǎn)矩信號(hào)的輸出,從而解決了旋轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞系統(tǒng)中能源及信號(hào)地在旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分之間的傳遞問題。該傳感器還可同時(shí)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的測(cè)量,從而可方便地計(jì)算出軸輸出功率,因此,利用該傳感器可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及軸功率的多參數(shù)輸出。
2 主要特性及參數(shù)
2.1 JN338的主要特性
JN338的主要特性如下:
檢測(cè)手段為應(yīng)變電測(cè)技術(shù);
測(cè)量精度高?信號(hào)檢出、處理均用數(shù)字技術(shù);
抗力強(qiáng),無需調(diào)零即可工作;
性高、信噪比高,工作壽命長;
既可以測(cè)量靜止扭矩,也可測(cè)量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩;
能夠測(cè)量穩(wěn)態(tài)扭矩,也能測(cè)量過渡過程的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩;
無需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)矩;
無集流環(huán)、電刷等磨損件,可高速長運(yùn)行;
轉(zhuǎn)矩信號(hào)的傳遞與是否旋轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速大小及旋轉(zhuǎn)方向無關(guān);
測(cè)量彈性體強(qiáng)度大,可承受150%過載;
體積小,重量輕,安裝方便,有套裝式、卡裝式、聯(lián)軸式等多種安裝方式;
輸出信號(hào)以頻率形式給出,便于和計(jì)算機(jī)進(jìn)行接口。
2.2 傳感器的主要技術(shù)參數(shù)
傳感器的主要技術(shù)參數(shù)如表1所列
表1 JN338傳感器主要技術(shù)參數(shù)
轉(zhuǎn)矩準(zhǔn)確度 >0.5% 過載能力 150%F.S 絕緣電阻 ≥200MΩ 工作溫度 -20~60℃ 重復(fù)性 ≤0.5%F.S 滯后 ≤0.5%F.S 線性 ≤0.5%F.S 相對(duì)濕度 ≤90%RH
2.3插座引腳及功能
JN338轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器采用一只5腳的航空插座做電源輸入及轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出,插座外形及引腳排列如圖1所示。各引腳功能說明如下:
1腳:接地端;
2腳:+15V電源端;
3腳:-15V電源端;
4腳:轉(zhuǎn)速信號(hào)輸出端;
5腳:轉(zhuǎn)矩信號(hào)輸出端。
3工作原理
3.1轉(zhuǎn)矩測(cè)量原理
該轉(zhuǎn)矩傳感器的檢測(cè)敏感元件是電阻應(yīng)變橋。將的測(cè)扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測(cè)彈性軸上以組成應(yīng)變電橋,只要向應(yīng)變電橋提供電源即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào),然后將該應(yīng)變信號(hào)放大,再經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào)。傳感器的能源輸入及信號(hào)輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器承擔(dān)的,因此可實(shí)現(xiàn)能源及信號(hào)的無接觸傳遞。該應(yīng)變傳感器測(cè)量原理如圖2所示。
在一段特制的彈性軸上粘貼的測(cè)扭應(yīng)變片并組成電橋,以形成基礎(chǔ)扭矩傳感器,然后在軸上再固定能源環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器的次級(jí)線圈、軸上印刷電路板和信號(hào)環(huán)旋轉(zhuǎn)變壓器的初級(jí)線圈。電路板上包含整流穩(wěn)壓電源、儀表放大電路及V/F變換電路。在傳感器的外殼上固定著激磁電路、能源環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器的初級(jí)線圈、信號(hào)環(huán)形變壓器的次級(jí)線圈及信號(hào)處理電路。
傳感器電路部分在工作時(shí),由外部電源向傳感器提供±15V電源,激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波,經(jīng)過TDA2003功率放大即產(chǎn)生交流激磁功率電源,通過能源環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器從靜止的初級(jí)線圈T1傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級(jí)線圈T2,然后將得到的交流電源通過軸上的整流、濾波電路處理后變成±5V的直流電源。再將該電源作為運(yùn)算放大器AD822的工作電源,并由基準(zhǔn)電源AD589與雙運(yùn)放AD822組成高精度穩(wěn)壓電源,以產(chǎn)生±4.5V的直流電源,該電源既可作為應(yīng)變電橋電源,又可作為儀表放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當(dāng)彈性軸受扭時(shí),應(yīng)變橋檢測(cè)到的mV級(jí)應(yīng)變信號(hào)通過儀表放大器AD620將其放大成1.5V±1V的強(qiáng)信號(hào),再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM331變換成頻率信號(hào),此信號(hào)通過信號(hào)環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器,從旋轉(zhuǎn)軸傳遞至靜止的次級(jí)線圈,再經(jīng)過傳感器外殼上的信號(hào)處理電路濾波、整形即可得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號(hào)輸出。