Новая беспроводная технология измерения крутящего момента

  Spanish (ES) Portugal (PT)  English (GB)
Компания Sensor Technology представила новую линейку бесконтактных датчиков крутящего момента, основанную на конструкции полностью четырехэлементного моста Вилкинсона из тензодатчиков, в дополнение к существующим бесконтактным датчикам крутящего момента, использующим устройства на поверхностных акустических волнах (SAW).

Новая серия устройств, получила обозначение TorqSense SGR510/520, а сами устройства имеют способность считывания, простирающуюся до 250% за пределы рабочего диапазона, что позволяет точно измерять и точно регистрировать внезапные скачки крутящего момента. Эта конструкция также компенсирует любые посторонние силы, такие как моменты изгиба, непреднамеренно приложенные к датчику, а также улучшает чувствительность и работоспособность в широком температурном интервале.

Image showing the TorqSense SGR510/520 series rotary strain gauge torque transducerПо сути, мост представляет собой четыре тензодатчика, приклеенных к валу квадратного сечения, который необходимо контролировать, установленных под углом 45 градусов к оси вращения. Таким образом, когда к валу прилагается крутящий момент, два датчика растягиваются, а два – сжимаются.

Ультраминиатюрный микроконтроллер, установленный на роторе, питаемый от индукционной катушки, измеряет дифференциальные значения в каждом тензодатчике и передает их обратно на статор в цифровом виде через ту же катушку. В преобразователях серии SGR510/520 используются современные методы преобразования и обработки сигнала тензодатчика, чтобы обеспечить широкополосное и недорогое решение для измерения крутящего момента с высокими перегрузками и превышением границ измерительного диапазона.

«Такая конструкция обеспечивает TorqSense SGR510/520 ряд существенных преимуществ по сравнению с обычными датчиками крутящего момента», – говорит Марк Ингхэм из Sensor Technology. «Во-первых, он устраняет специфические помехи и искажения сигнала, связанные со скользящим кольцевым контактом и избавляется от аналоговых методами передачи данных крутящего момента от ротора к статору».

Марк объясняет, что прием внешнего шума в электрических цепях практически исключается из-за небольшого расстояния между элементами тензодатчика и измерительными цепями ротора. Кроме того, многоточечная калибровка уменьшает любые отклонения от линейности в датчике.

Далее он говорит, что возможность функционирования при выходе далеко за пределы рабочего диапазона позволяет точно фиксировать пиковые значения сигнала крутящего момента без каких-либо ограничений при работе датчика, в полном масштабе динамического диапазона. В сочетании со способностью справляться с механической перегрузкой более 400% это делает датчик крутящего момента серии SGR510/520 очень надежным решением для измерения крутящего момента.

Диапазон измерения серии SGR составляет от 1 Нм до 500 Нм (в ближайшее время будут доступны модели до 13000 Нм), точность +/- 0,1% и разрешающая способность +/- 0,01% от верхнего значения шкалы преобразователя. Цифровая передача данных между ротором и статором исключает все циклические искажения сигнала из-за вращения вала и обеспечивает частоту дискретизации 4000 выборок в секунду.

Другие функции включают в себя дополнительный подстраиваемый усредняющий фильтр, рабочий диапазон источника питания постоянного тока от 12 В до 32 В, настраиваемые пользователем аналоговые выходные сигналы, выбор интерфейсов включает интерфейс RS232, интерфейс USB, интерфейс CAN BUS, внешний шлюз Ethernet и виртуальные инструменты LabView.

«Для простоты использования имеется встроенная функция тестирования», – говорит Марк, который резюмирует свое мнение о новом TorqSense SGR510/520 следующим образом: «Большинство датчиков крутящего момента требуют использования скользящих кольцевых контактов для передачи показаний крутящего момента с вращающегося вала на неподвижные считыватели. Они добавляют шум к сигналу при использовании, трудоемкие и неудобные в настройке из-за изнашиваемых деталей, не всегда надежны.

«Наши линейки TorqSense работают без скользящих кольцевых контактов, используя вместо этого бесконтактную передачу сигнала, поэтому эти проблемы решены на фундаментальном уровне. Новые серии SGR510/520 подходят для измерения крутящего момента, тестирования, управления механизмами привода с обратной связью и для использования в управления технологическими процессами.