如何选择旋转扭矩传感器?

扭矩是旋转动力机械的重要参数，扭矩测量广泛应用于汽车、船舶、航空航天、电力机车、能源、化工等各个工业领域，正确进行扭矩测量是产品研发、状态监测、故障识别预报、自动控制、节能、动力平衡指示的保证，扭矩传感器作为扭矩测量的主要方式和核心部件，其正确选择显得尤为重要。

今天就先和大家聊一聊扭矩传感器的选型。

为何说选择正确的旋转扭矩传感器很重要

花时间认真选择扭矩传感器有两个关键的原因：防止损坏和确保精度。

防止损坏——扭矩传感器是高精度测量的关键器件，设计后可以起到类似于机械保险的作用。由于扭矩传感器是驱动系中最脆弱的部分，因此正确选择对避免机械故障非常重要。这是由于准确测量扭矩，必须测量某个点的应变值，而应变计必须放在该点上，通常是传感器结构最薄弱的点。

确保精度——限制转矩数据的不确定度非常重要。通过确保满足扭矩传感器的所有电气要求，可以获得更准确的数据，使其在特定应用中更为有用。

我们可以通过以下方面评估来选择传感器

扭矩传感器类型——例如反作用、圆轴、模拟遥测、数字遥测、双量程扭矩传感器
应用注意事项——例如精度、量程、转速、输出要求和响应时间
环境注意事项——例如温度、灰尘和电磁干扰
动态应用注意事项——例如旋转效应、临界转速和额外负载

扭矩传感器类型

扭矩传感器的种类有很多，了解每类的优点和缺点是针对应用和需求选择正确传感器的一步。

01反作用扭矩传感器
反作用扭矩传感器是一种非旋转的扭矩传感器，其作用相当于一个杠杆臂和一个测力传感器，而无需进行实际配置这二者。

优点：
性价比高
注意事项较少——由于扭矩传感器不旋转，因此无需考虑转速
无需更改旋转轴——无需断开旋转轴来安装扭矩传感器和联轴器，因此费用更低

缺点：
动态响应时间减少——测功机的质量起到了机械过滤器的作用
没有测量轴上的真实扭矩——没有测量轴上的真实扭矩，而是测量被测功机质量过滤的扭矩
测功机的轴承维护——为测量反作用力，将测功机浮在轴承上
精度——由于上述原因，反作用力扭矩传感器精度不如在线式扭矩传感器

02圆轴——滑环扭矩传感器
滑环扭矩传感器是40年前设计研发出的。该类传感器采用石墨电刷与银合金滑环接触摩擦。

优点：
交流或直流激励
更好的响应时间——采用接触法测量扭矩
低惯性——因其为圆轴、键轴，而此类轴通常惯性较低
扭矩容量范围小，费用合理——可在低至1牛米或以下的小容量范围内生产
安装选项——此类传感器采用地脚安装或非地脚安装，以防必须更改传动系统的临界转速

缺点：
刚度
转速限制——轴承、滑环和电刷限制了转速
轴承维护——随着时间的推移，轴承会失效和磨损，因此需要更换。电刷维护和错误，石墨电刷会产生灰尘，若灰尘与机油混合，机油和灰尘会附着在滑环上，导致电气短路
电刷噪声
齿隙或键不平衡——轴通常是键控的，会导致不平衡