由于扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)不盡相同，故其在測量過程中的測量信號交換和輸出存在差異，所以其在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速和功率動(dòng)態(tài)測量中的應(yīng)用也隨之產(chǎn)生不同精度的結(jié)果。故在不同的測量系統(tǒng)中應(yīng)依據(jù)本身測量系統(tǒng)的特點(diǎn)和特征，合理選擇與其相適宜的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)。正確選用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，方可保證轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)在動(dòng)態(tài)中的最佳精度和結(jié)果。1、前言　轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器是集轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率為一體的高精度動(dòng)態(tài)測量儀器。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量儀(二次儀表或電腦采集卡)配套使用而構(gòu)成轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量裝置。目前隨著我國裝備制造業(yè)的高速發(fā)展，尤其是在近幾年中，我國大功率動(dòng)力輸送和動(dòng)力轉(zhuǎn)化(如風(fēng)電等)設(shè)備制造領(lǐng)域的快速增長和發(fā)展，使轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量的需求在生產(chǎn)制造領(lǐng)域、產(chǎn)品檢測領(lǐng)域和新產(chǎn)品設(shè)計(jì)、研發(fā)領(lǐng)域都呈現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用和市場需求，因此合理正確地選擇和使用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器及提高轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率等技術(shù)參數(shù)的動(dòng)態(tài)測量精度意義重大。在20世紀(jì)* 0年代，國際上已經(jīng)開始研制出轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，而且逐步將其應(yīng)用于動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的測量之中，但由于當(dāng)時(shí)主導(dǎo)的設(shè)計(jì)理念的不同，形成了兩種結(jié)構(gòu)基本相同而測量信號生成不同轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速的傳感器。當(dāng)時(shí)我國參考日本小野株式會(huì)社的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，研制出了利用磁電信號轉(zhuǎn)換和相位差原理，將機(jī)械變形量轉(zhuǎn)換成有一定相位差的電壓信號的精密儀器而制成了磁電轉(zhuǎn)換式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器。與此同時(shí)，美國和德國也研制出一種以應(yīng)變電阻計(jì)感應(yīng)式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，國內(nèi)像北京中瑞能儀表吉印通 也開始研制生產(chǎn)應(yīng)片式扭矩傳感器。這種傳感器以彈性應(yīng)變軸受扭力影響而產(chǎn)生變形后，應(yīng)變電阻值產(chǎn)生變化，利用電橋原理將其電阻值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柖敵鲞M(jìn)行測量。由于轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)不盡相同，故其在測量過程中的測量信號交換和輸出存在差異，所以其在轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速和功率動(dòng)態(tài)測量中的應(yīng)用也隨之產(chǎn)生不同精度的結(jié)果。故在不同的測量系統(tǒng)中應(yīng)依據(jù)本身測量系統(tǒng)的特點(diǎn)和特征，合理選擇與其相適宜的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)。正確選用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，方可保證轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、功率等參數(shù)在動(dòng)態(tài)中的最佳精度和結(jié)果。2、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)特征和工作原理(1) ZRN* 0* 型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器結(jié)構(gòu)特征和工作原理ZRN* 0* 型轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器(簡稱“傳感器”)是根據(jù)磁電轉(zhuǎn)換和相位差原理，將轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速機(jī)械量轉(zhuǎn)換成兩路有一定相位差電壓信號的一種精密儀器，它與扭矩儀或扭矩卡配套使用，能直接測量各種動(dòng)力機(jī)械的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和機(jī)械功率，可以測量軸靜止?fàn)顟B(tài)至額定轉(zhuǎn)速范圍的轉(zhuǎn)矩。其工作原理如圖1所示。在彈性軸的兩端安裝有信號齒輪，兩齒輪的上方各裝有一個(gè)信號線圈，在信號線圈內(nèi)均裝有磁鋼，與信號齒輪組成磁電信號發(fā)生器。當(dāng)信號齒輪隨彈性軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于信號齒輪的齒頂及齒谷交替周期性的掃過磁鋼的底部，使氣隙磁場產(chǎn)生周期性的變化，線圈內(nèi)部的磁通量亦產(chǎn)生周期性變化，使線圈中感應(yīng)出近似正弦波的交流電信號。這兩組交流電信號的頻率相同且與軸的轉(zhuǎn)速成正比，因此可以用來測量轉(zhuǎn)速;這兩組交流電信號之間的相位差與其安裝的相對位置及彈性軸所傳遞扭矩的大小及方向有關(guān)。當(dāng)彈性軸不受扭力時(shí)，兩組交流電信號之間。的相位差只與信號線圈及齒輪的安裝相對位置有關(guān)，這一相位差一般稱為初始相位差。在設(shè)計(jì)制造時(shí)，外齒輪與內(nèi)齒輪齒數(shù)相同但不嚙合，兩齒輪相差半個(gè)齒距左右，即兩組交流電信號之間的初始相位差在1* 0°左右。彈性軸受扭時(shí)，將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，使兩組交流電信號之間的相位差發(fā)生變化，在彈性變形范圍內(nèi)，相位差變化的絕對值與轉(zhuǎn)矩的大小成正比。把這兩組交流電信號用專用屏蔽電纜線送入扭矩儀或通過扭矩卡送入計(jì)算機(jī)，即可測得轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及功率的精確值。為了提高測量精度及信號幅值，兩端的信號發(fā)生器由安裝在彈性軸上的外齒輪、安裝在套筒內(nèi)的內(nèi)齒輪、固定在機(jī)座內(nèi)的導(dǎo)磁環(huán)、磁鋼、線圈及導(dǎo)磁支架組成封閉的磁路。套筒的作用是當(dāng)彈性軸的轉(zhuǎn)速較低或者不轉(zhuǎn)時(shí)，通過傳感器的小電機(jī)經(jīng)皮帶帶動(dòng)套筒，使內(nèi)齒輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，提高內(nèi)、外齒輪之間的相對轉(zhuǎn)速，以增加輸出信號幅度，保證轉(zhuǎn)矩測量精度。(2) ZRN* 0* 系列扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)特征和工作原理扭矩傳感器的軸上裝有測速碼盤，當(dāng)測速碼盤連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過光電開關(guān)輸出具有一定周期寬度的脈沖信號，根據(jù)碼盤的齒數(shù)和輸出信號的頻率，即可計(jì)算出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。