选择旋转扭矩传感器时的 8 个注意事项

选择旋转扭矩传感器时的 8 个注意事项

扭矩测量可以提供丰富的信息,让您深入了解您的设备和重型机械的性能。为您的应用选择合适的旋转扭矩传感器是尽可能高效、准确地获得所需数据的关键。无论您是对用于研发、故障排除或性能监控的旋转扭矩传感器感兴趣,这里有 8 个注意事项可帮助您为您的应用选择合适的旋转扭矩传感器。

1.所需的测量值

虽然所有旋转扭矩传感器都提供扭矩测量,但许多还可以提供额外的测量。 例如,如果您的应用还需要功率输出,则应添加速度测量。 一些旋转扭矩传感器包括集成的速度测量,而另一些则需要单独添加速度测量。

对于需要一系列所需测量的应用,扭矩遥测系统具有明显的优势。由于它们与各种应变片传感器兼容,因此可以轻松配置以适合您所需的测量,包括扭矩、弯曲、温度和推力/轴向应变。功率也可以通过添加速度传感器来测量。

2.改变轴的能力

是否可以修改或拆卸传动系统是选择旋转扭矩传感器时必须问的最基本问题之一。

如果轴拆卸或修改是可以接受的,那么直列式旋转扭矩传感器是一个合理的解决方案。 这些系统在工厂进行了预校准,并且天生就可以抵抗不利的环境条件,使其成为许多OEM应用的理想选择。

如果轴修改或拆卸不可行或不可取,则存在各种旋转扭矩传感器解决方案,包括电功率计、螺栓固定扭矩单元或表面安装扭矩遥测。 这些解决方案非常适合需要在已安装的大型设备上进行扭矩测量的应用。

详细了解如何测量现有轴上的扭矩

3、测试时间

大多数旋转扭矩传感器可用于临时或长期设置。 确定测试的持续时间将帮助您确定最适合您的应用程序的设置。

对于持续时间少于 48 小时的测试,依靠射频数据传输进行临时扭矩测量的电池供电旋转扭矩传感器是理想的选择。

对于长期监测和测试,感应供电的永久扭矩和功率监测系统是更好的解决方案。

4.预期的离心

在选择旋转扭矩传感器之前,重要的是要确保您的应用的预期离心力不超过系统推荐的离心力。

离心力取决于两件事:轴速和轴径。

离心力的计算如下。 该等式用于确定扭矩测量系统是否可以承受特定应用中的预期力。 请注意,半径 (r) 通常大于轴半径,因为它包括从轴表面到扭矩测量系统最远点的距离。

有关包含离心力和其他基本方程的 excel 计算器的详细指南,请参阅以下内容:5 个基本轴扭矩方程

torque equations

5.轴的机械性能

选择旋转扭矩传感器时,了解轴的机械特性(轴直径和材料)非常重要,以确保您选择的旋转扭矩传感器与您计划测量的旋转轴的尺寸和类型兼容。

轴径

如果轴直径在测试之间会有所不同,则需要一个不针对直径的系统。 传统的在线扭矩传感器通常设计成特定的直径。 TorqueTrak 10K 或 TorqueTrak 10K-LP 等扭矩遥测解决方案是这里的理想之选,因为它们可以安装到各种驱动轴上,无论直径如何。

轴材料

在确定旋转扭矩传感器的安装方法和校准方法时,轴材料同样重要。如果使用在线扭矩传感器,通常系统会预先校准,材料不是问题。

各向异性材料。像碳纤维这样的各向异性材料通常需要自重校准,其中通过在距轴中心点已知距离处悬挂已知重量的质量来施加已知扭矩。

各向同性材料。通过使用全尺寸扭矩计算器,可以更轻松地校准各向同性材料。 该方法将轴的机械性能与扭矩测量系统的满量程输出联系起来。

与轴的机械性能相关的另一个关键限制是将传感器安装到轴上的能力。 对于扭矩遥测系统,应变片直接安装在轴上。 表面处理要求因量具要粘合的材料而异。 确保根据您选择的轴材料和旋转扭矩传感器准备好适当的材料。

6.所需的数据输出格式

旋转扭矩传感器使用各种输出(包括模拟和数字)输出扭矩数据。 您需要选择最适合您的应用程序的数据输出格式。

模拟输出

标准模拟输出包括 4-20mA、+/-5VDC、+/-10VDC。

模拟输出的主要优点是它很容易与其他类似的模拟信号同步。 如果您使用多个传感器进行测试,这很有用。 数据采集系统通常也接受模拟输出。

数字输出

常见的数字数据输出包括 MODBUS、RS-232、RS-485 和以太网。 在某些情况下,制造商可能会指定不太常见的输出(例如 RS-422),以允许更高的采样率和数字输出的优势。

常见的数字数据输出包括 MODBUS、RS-232、RS-485 和以太网。 在某些情况下,制造商可能会指定不太常见的输出(例如 RS-422),以允许更高的采样率和数字输出的优势。

7.环境条件

选择旋转扭矩传感器时要考虑的另一个关键因素是传感器将在什么类型的环境中使用。是否会有过多的碎屑和水分?还是你的测试环境比较干净?首先了解任何不利的环境因素很重要,因此您可以在安装旋转扭矩传感器时采取适当的预防措施。

一些系统,如在线扭矩传感器,天生就具有更强的环境鲁棒性。大多数旋转扭矩传感器也可以通过在入口点应用硅树脂和粘合剂与元件密封。

8.周边几何

考虑周围的几何形状对于确保扭矩传感器没有机械干扰、安装系统固定部分的良好位置以及确保由于电气干扰对信号的影响最小很重要。

在遥测方面,感应系统对周围的金属很敏感,而射频系统对电磁干扰更敏感。 可以进行屏蔽和其他安装后工作来限制影响。

市场上有许多旋转扭矩传感器选项,每种选项都有不同的优点和缺点,具体取决于您的独特应用。 通过在选择旋转扭矩传感器之前考虑这八个步骤中的每一个,您一定会选择能够为您的应用提供最佳解决方案的选项。

如果您对旋转扭矩传感器的选择有更多疑问,或者您仍然不确定哪种旋转扭矩传感器最适合您的应用,请咨询 Binsfeld 的专家。

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