非接触式扭矩传感器无接触、使用寿命长、无磨损、转换精度高; 非接触式传感器采用微电子测量, 可靠性大幅提高,可在高转速下进行扭矩测量; 内藏控制电路,可以实现各种控制补偿提高精度; 通过无线发送和接收可以实现直接与数字仪表和计算机相联。
德国马霍克公司生产的振弦式扭矩测量仪闻名世界。该测量仪是利用轴扭转时使传感器中的钢弦拉紧或放松,从而改变钢弦自身频率变化测得扭矩; 数据传输方式有滑环式和感应式两种。
3 扭矩传感器将来研究重点与发展方向
3.1 扭矩传感器研究重点
目前扭矩传感器还存在着一些问题,今后的研究重点应该放在以下两个方面:
( 1) 解决接触式应变扭矩传感器中应变计的引线需要靠滑环引出,长时间工作后,滑环容易发热老化,甚至断裂脱落问题; 解决小扭矩测量时传感器工作在非线性区的问题; 解决较大扭矩测量时不易测量和变形过大等问题。
( 2) 解决非接触传感器由于温度、算法等因素 的影响以及相关信号的采集困难,精度还需要进一 步提高的问题; 解决静态扭矩测量方面的技术难题。
3.2 扭矩传感器的发展方向
非接触式扭矩传感器的种类较多,随着新材料新技术的发展将会不断出现各种类型的非接触扭矩传感器。基于无线信号传输模块的非接触式扭矩传感器具有较低的研发成本因而更受市场青睐。随着新型扭矩传感器的不断标准化、规格化,测量精度将不断提高,其性价比和市场竞争力也在不断提高,应 用越来越广泛。所以扭矩传感器的发展趋势:
( 1) 市场化、低成本化发展。各类扭矩传感器都会随着客户对扭矩传感器要求而不断发展。客户会对其精度和成本等各方面提出更高的要求,因而 生产厂家必须考虑其市场化和低成本化的问题。
( 2) 智能化、数字化和网络化发展。随着物联网技术的发展,扭矩传感器会随着这种新技术的发展而不断发展,向智能化、数字化和网络化方向前进。
( 3) 随着新材料技术和其它传感器技术的不断发展,扭矩传感器必将向着不断开发的新型材料、新技术方向发展。
( 4) 向两极化发展( 即小型化和大型化发展) 。 随着微机电相关技术的发展,以及一些相关小型扭矩测量的需求,扭矩传感器向小型化发展成为一个重要的发展方向; 随着大型扭矩传感器的市场需求不断增加,以及相关行业的发展,扭矩传感器向大型化发展也成为一个重要的发展方向。 扭矩传感器在工具、电机、风电等行业有着广泛应用,随着市场需求不断发展,研究新型的适应社会市场需要的扭矩传感器是扭矩传感器发展的方向。