雖然扭矩傳感器有多種結構設計，但它們都有一些共同點。為了了解扭矩傳感器的工作原理，我們將從傳感器的設計結構開始解釋。
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雖然扭矩傳感器有多種結構設計，但它們都有一些共同點。為了了解扭矩傳感器的工作原理，我們將從傳感器的設計結構開始解釋。
像許多其他類型的傳感器一樣， ???????扭矩傳感器采用 應變技術 進行測量。傳感器通常是一個金屬測量體，其上面安裝有應變計（SG）。應變計牢固地黏貼在測量體上。
如果外部載荷作用在傳感器上，測量體將產(chǎn)生變形，應變計的電阻也隨之改變。這樣，通過電阻的變化可測量出載荷大小。這不僅適用于扭矩傳感器，也適用于稱重傳感器、力傳感器和其他類型的傳感器。然而，扭矩傳感器有一些特殊功能。
和 稱重傳感器 或 力傳感器 不同，扭矩傳感器的測量體在使用時不會受到拉向載荷，而是受到杠桿力矩或扭矩的影響，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。因此，扭矩傳感器需要采用特殊的應變計來測量這種類型的載荷，即扭矩。兩種典型的扭矩傳感器設計結構是軸式和法蘭。
軸式扭矩傳感器由軸組成，測量軸也可能是空心的。應變計安裝在軸上，有時安裝在中間的錐形部分上，具體取決于不同的型號，軸由殼體密封。軸或轉(zhuǎn)子是可以移動或旋轉(zhuǎn)，而外殼或定子固定。這兩部分通過低摩擦、零游隙軸承相互連接。傳感器一般通過軸兩端的轂式夾具安裝在結構或試驗臺上。這些有各種形狀和尺寸。
測量法蘭的結構基本上與測量軸相似，但外觀完全不同。它們也由一個中空的軸組成，盡管這個軸非常短。法蘭位于軸的兩端。這樣可使傳感器能夠通過螺紋連接集成到結構或試驗臺中。測量法蘭包括轉(zhuǎn)子和定子。然而，與測量軸不同，轉(zhuǎn)子并非完全封閉在殼體中。因此，無需軸承總成。
這就是旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器與其他傳感器（如力傳感器或稱重傳感器）之間最大的區(qū)別，其無法使用供電和傳輸測量數(shù)據(jù)的電纜，因為在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時電纜會纏繞在一起。為了避免這種情況，需要采用非接觸式方式連接，將信號或電能從定子傳輸?shù)睫D(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，從而為安裝的應變測量電路供電。
電子設備安裝在測量體內(nèi)。應變橋路信號在無線傳輸?shù)蕉ㄗ又氨环糯?、濾波和數(shù)字化。然后，數(shù)據(jù)可以通過頻率或電壓信號輸出，也可以通過現(xiàn)場總線數(shù)字輸出，例如使用 EtherCAT 或 Profinet，具體取決于應用。
測量扭矩時，傳感器不總是旋轉(zhuǎn)。非旋轉(zhuǎn)裝置的典型應用是標準試驗機和攪拌機測量。在后者中，傳感器由電機外殼支撐，驅(qū)動軸穿過傳感器的中心孔。
在大多數(shù)應用中，傳感器是被測物和測功機之間旋轉(zhuǎn)傳動系的一部分。例如，被測物可能是內(nèi)燃機、變速箱或電機。
扭矩傳感器可以進行靜態(tài)或動態(tài)測量。動態(tài)測量的一個例子是旋轉(zhuǎn)元件不斷加速然后減速（或“制動”）或通過內(nèi)燃機的動力沖程時產(chǎn)生的脈動扭矩。此外，動態(tài)扭矩也可以在完全不旋轉(zhuǎn)的情況下發(fā)生。然而，在大多數(shù)應用中，如發(fā)動機試驗臺（內(nèi)燃機或電動機），動態(tài)扭矩都與旋轉(zhuǎn)有關。
扭矩傳感器還具有其他功能。除扭矩外，還可以記錄其他測量變量。這是可選的。最重要的參數(shù)是轉(zhuǎn)速，可以通過在轉(zhuǎn)子上的透光開槽圓盤來測量轉(zhuǎn)速。當傳感器轉(zhuǎn)動時，光束會有一定的間隔中斷。當時間窗口恒定時，只需通過計算脈沖數(shù)即可計算轉(zhuǎn)速。
許多用戶感興趣的一個重要特性是功率，功率可以通過扭矩乘以轉(zhuǎn)速來計算。
此外，許多扭矩傳感器都有內(nèi)置溫度傳感器，例如，它可以告訴我們傳感器或傳動系的工作溫度。
扭矩傳感器是研發(fā)領域中各種發(fā)動機、電機和驅(qū)動系統(tǒng)測試的必然要求。當您想要提高新驅(qū)動系統(tǒng)效率時，精確的扭矩測量是必不可少的，因為它可以確定摩擦損失并將其降至最低。在電動和混合動力電機中，重要的是行程和提高效率；在混合動力和內(nèi)燃機中，關鍵是通過盡可能降低二氧化碳排放量來實現(xiàn)環(huán)境友好。
此外，扭矩傳感器還可用于變速箱和發(fā)動機的下線測試或旋轉(zhuǎn)開關的功能測試。然而，有些應用看起來完全不同，例如液體混合時，過程需要扭矩傳感器監(jiān)測?；蛘弋斉ぞ貍鞲衅靼惭b在船舶動力系統(tǒng)中時。還有一些傳感器用作標準試驗機中的參考傳感器。
HBM 可以為各種應用提供 軸式或法蘭扭矩傳感器。
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