導電滑環(huán)在扭矩傳感器上有什么作用？

扭矩傳感器：扭矩傳感器是一種精密測量各種扭矩、轉速和機械功率的儀器。涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。扭矩傳感器采用應變橋對彈性體受力情況進行測量， 信號傳遞采用導電滑環(huán)傳遞。

比較成熟的扭矩測試方法是應變電測量技術。它具有精度高、頻率響應快、可靠性好、使用壽命長等優(yōu)點。將特殊扭力規(guī)的應變膠粘貼到在被測的彈性軸上形成應變橋。如果應變橋提供工作電源，則可測試彈性軸的電信號。這是基本扭矩傳感器模式。但是在旋轉動力傳遞系統(tǒng)棘手的問題是應變橋在旋轉體上的橋梁壓力輸入和檢測到的應變信號輸出如何在旋轉部分和固定部分之間可靠地傳輸，通常會使用導電滑環(huán)來完成。由于導電滑環(huán)屬于摩擦接觸，基本扭矩傳感器都會存在一定的磨損和發(fā)熱，從而限制了轉軸的轉速和導電滑環(huán)的使用壽命。及由于不可靠的接觸導致信號波動，導致測量誤差大，甚至測量不成功。

滑環(huán)扭矩傳感器和非接觸微型扭矩傳感器的選擇

第壹旋轉應變儀扭矩傳感器采用滑環(huán)來實現(xiàn)從殼體到旋轉軸的電連接。由于滑環(huán)僅承載來自應變儀的毫伏信號，因此必須仔細選擇滑環(huán)和電刷的材料。通常的程序是使用硬幣銀作為滑環(huán)，使用銀石墨作為刷子齒輪。

導電環(huán)隨傳感器一起旋轉，并使用一系列彈簧刷接觸環(huán)并傳輸電信號。滑環(huán)是相對直的，只有很小的缺點，因為刷子和較小程度的環(huán)確實磨損并且因此具有有限的壽命。因此，它們不適用于長期測試，非常高的速度，也不適用于訪問傳感器以進行維修的應用。

在低速時，環(huán)和電刷之間的電連接相對無噪聲，但是在較高速度下，電噪聲終會降低其性能。滑環(huán)的大速度（rpm）由刷子和環(huán)之間界面處的表面速度決定。因此，對于較大或較高的扭矩容量傳感器，大操作速度將較低，因為較大的滑環(huán)因此在給定的rpm下具有較高的表面速度。對于中等容量的扭矩傳感器，典型的大轉速將在2000rpm的范圍內。對于非常低容量的測量，刷環(huán)界面可能是“拖曳扭矩”的來源，這可能是要克服的驅動扭矩的問題。

非接觸式微型扭矩傳感器（感應回路）

對于更高速（rpm）扭矩測量應用，可以使用旋轉變壓器系統(tǒng)。旋轉變壓器系統(tǒng)包括兩個線圈，一個靜態(tài)線圈連接到換能器外殼，一個旋轉線圈連接到換能器軸。這提供了明顯的優(yōu)點，即轉子和定子之間沒有接觸，并且包括來自旋轉應變儀電橋電路的功率傳輸和信號傳輸。旋轉變壓器型扭矩傳感器提供±0.2％的典型誤差，速度可達18000rpm。

非接觸微型扭矩傳感器

旋轉變壓器系統(tǒng)的通用性足以用于特殊的扭矩傳感器和空間有限的傳感器。然而，由于這種設計采用了軸承，因此大轉速大于滑環(huán)設計，但受到軸承大規(guī)定性能的限制。該系統(tǒng)還易受噪聲和誤差的影響，這些噪聲和誤差是由變壓器初級到次級線圈的對準引起的。由于旋轉變壓器的特殊要求，還需要專門的信號調節(jié)，以產(chǎn)生大多數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可接受的信號。

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