در تولید صنعتی مدرن و کنترل اتوماسیون، سنسورهای گشتاور نقش مهمی دارند. سنسورهای گشتاور می توانند گشتاور و نیروی چرخش را اندازه گیری کنند.و به طور گسترده ای در زمینه های مختلف مانند ماشین آلات استفاده می شود، خودروها، هوافضا و انرژی. درک اصل سنسورهای گشتاور به درک بهتر کاربردها و ویژگی های عملکرد آنها کمک می کند.این مقاله مقدمه ای دقیق از این اصل را ارائه می دهد، انواع و روش های کار سنسورهای گشتاور.
اصول سنسورهای تورک
سنسورهای گشتاور بر اساس اصل تبدیل اندازه گیری الکتریکی کشش سنج است که گشتاور را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند.که باعث فشار می شهبا اندازه گیری این فشار، می توان شدت نیروی خارجی را تعیین کرد.
در سنسورهای گشتاور، سنجشگرهای کشش به عناصر لاستیکی متصل می شوند، که هنگام قرار گرفتن در معرض گشتاور دچار تغییر شکل می شوند. به عنوان سنجشگر کشش مقاومت،ارزش مقاومت یک کشش سنج با تغییر شکل تغییر می کند.این تغییر در مقاومت از طریق یک مدار اندازه گیری به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می شود و در نهایت یک سیگنال الکتریکی را که نشان دهنده شدت گشتاور است، تولید می کند.
انواع سنسورهای تورک
- سنسور مقاومت، کشش و تورک:از یک کشش سنج مقاومتی به عنوان یک عنصر حساس استفاده می کند؛ هنگامی که چرخشی به سنسور اعمال می شود، ارزش مقاومت کشش سنج تغییر می کند،و تغییر مقاومت به یک سیگنال الکتریکی از طریق یک مدار اندازه گیری تبدیل می شود.
- حسگر گشتاور محرک:از اثر مقاومت مغناطیسی مواد مغناطیسی استفاده می کند؛ تورک با اندازه گیری تغییر استحکام کویل تشخیص داده می شود.
- حسگر تورک فیبر نوری:از فیبر نوری برای انتقال سیگنال های نوری استفاده می کند؛ تورک با اندازه گیری پارامترهای مانند شدت و فاز سیگنال نوری تشخیص داده می شود.
- حسگر تورک پیزو الکتریکی:از اثر پیزو الکتریکی برای تبدیل گشتاور به انرژی الکتریکی استفاده می کند؛ گشتاور با اندازه گیری ولتاژ یا شارژ تشخیص داده می شود.
حالت های کاری سنسورهای چرخش
- اندازه گیری مستقیم:نصب سنسور گشتاور بر روی گره محرک برای اندازه گیری مستقیم گشتاور و نیروی چرخش گره محرک. مزیت این روش ساختار ساده، قابلیت اطمینان بالا،و مناسب بودن برای اکثر سیستم های انتقال مکانیکی.
- اندازه گیری غیر مستقیم:اندازه گیری سایر مقادیر فیزیکی مربوط به تورک، مانند سرعت و زاویه، و محاسبه ارزش تورک از طریق یک رابطه تبدیل خاص.این روش نیاز به اضافه کردن سنسورهای دیگر در سیستم دارد، اما برای شرایطی که سنسورهای گشتاور نمی توانند مستقیما نصب شوند مناسب است..
سنسورهای گشتاور را می توان بر اساس اصل کار، روش اندازه گیری، روش نصب و غیره طبقه بندی کرد. در اینجا برخی از انواع رایج سنسورهای گشتاور وجود دارد:
- سنسور چرخش پویا:همچنین به عنوان سنسور سرعت گشتاور یا سنسور گشتاور بدون تماس شناخته می شود، که عمدتا برای اندازه گیری گشتاور پویا و سرعت اجسام چرخانده استفاده می شود. این معمولا شامل کویل های تحرک،مدارهای پردازش سیگنال، و مغناطیس، و می تواند سیگنال های گشت و گذار و سرعت را با اندازه گیری محرک مغناطیسی الکتریکی بدست آورد.
- حسگر تورک استاتیک:به طور عمده برای اندازه گیری ناقل ثابت یا حالت ثابت، مانند در سیستم های کنترل درب یا دستگاه های قفل استفاده می شود. این نوع سنسور معمولا شامل یک بدن لاستیک و مکانیسم اندازه گیری است.که با اندازه گیری تغییر شکل بدن الاستیک، مقادیر گشتاور را بدست می آورد.
- حسگر تورک فیبر نوری:با استفاده از سیگنال های انتقال فیبر نوری، دارای ویژگی های دقت بالا، حساسیت بالا و توانایی قوی ضد تداخل است.سنسورهای چرخش فیبر نوری می توانند چرخش کوچک را تا مایکرو نیوتن متر اندازه گیری کنند و به طور گسترده ای در اندازه گیری دقیق و زمینه های تحقیقات علمی استفاده می شوند.
- حسگر تورک مقاومت، نوع کشش:استفاده از اندازه گیری کشش مقاومت به عنوان عناصر حساس، تبدیل گشتاور به تغییرات مقاومت و دریافت سیگنال های الکتریکی از طریق مدارهای اندازه گیری.این نوع سنسور ساختار ساده ای دارد، قابلیت اطمینان بالا و برای اندازه گیری گشتاور در اکثر سیستم های انتقال مکانیکی مناسب است.
- حسگر گشتاور محرک:با استفاده از اثر مقاومت مغناطیسی مواد مغناطیسی، تورک با اندازه گیری تغییرات در حثیت کویل تشخیص داده می شود. این سنسور دارای ویژگی های دقت بالا است.بی وقفه کم، و سرعت پاسخ سریع، و برای اندازه گیری با دقت بالا و برنامه های کاربردی با سرعت بالا مناسب است.
- حسگر تورک اثر هال:با استفاده از اصل اثر هال، مقادیر گشتاور با اندازه گیری تغییرات در شدت میدان مغناطیسی بدست می آیند. این نوع سنسور دارای ویژگی های بدون تماس، دقت بالا،و سرعت بالا، اما باید در کنار یک ژنراتور میدان مغناطیسی خارجی استفاده شود.
- حسگر تورک پیزو الکتریکی:با استفاده از اصل اثر پیزو الکتریکی، تورک به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و مقدار تورک با اندازه گیری ولتاژ یا بار بدست می آید.این نوع سنسور دارای ویژگی های حساسیت بالا و وضوح بالا است، اما نیاز به یک منبع برق پایدار دارد.
علاوه بر انواع رایج ذکر شده در بالا، انواع دیگری از سنسورهای گشتاور مانند سنسورهای گشتاورهای نوع جریان و سنسورهای گشتاورهای ظرفیت دار وجود دارد.انواع مختلف سنسورهای گشتاور دارای ویژگی های مختلف و سناریوهای کاربرد متفاوت هستند، و انتخاب نوع حسگر مناسب باید بر اساس نیازهای واقعی و شرایط کار تعیین شود.
نتیجه گیری
به طور خلاصه، سنسورهای گشتاور بر اساس اصل تبدیل اندازه گیری الکتریکی با استفاده از اندازه گیری فشار است که چرخش را به سیگنال های الکتریکی برای اندازه گیری تبدیل می کند.انواع مختلف و حالت های کاری از سنسورهای گشتاور برای انتخاب بر اساس اصول مختلف و اجزای حساس وجود دارددرک اصول و ویژگی های سنسورهای چرخش کمک می کند تا سنسورهای مناسب برای نیازهای برنامه را بهتر انتخاب و استفاده کنیم.بهبود بهره وری و دقت کنترل تولید و اتوماسیونبا توسعه مداوم و نوآوری تکنولوژی، اعتقاد بر این است که در آینده سنسورهای گشتاور با عملکرد بالا و دقت بالا ظهور خواهند کرد.ایجاد امکانات بیشتری برای تولید صنعتی و کنترل اتوماسیون.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!