扭矩傳感器是對(duì)各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上扭轉(zhuǎn)力矩感知的檢測(cè)裝置，能將扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成精確電信號(hào)。

它分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩大類(lèi)，動(dòng)態(tài)扭矩傳感器還有多種別名，如轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器等。

扭矩傳感器具有精度高、頻響快、可靠性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于制造粘度計(jì)、電動(dòng)（氣動(dòng)、液力）扭力扳手等。

其工作原理是在驅(qū)動(dòng)源和負(fù)載之間的扭轉(zhuǎn)軸兩側(cè)安裝齒形圓盤(pán)和磁電傳感器，當(dāng)齒形圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)因圓盤(pán)齒凸凹引起磁路氣隙變化，從而在線(xiàn)圈中感應(yīng)出交流電壓，頻率與圓盤(pán)上齒數(shù)和轉(zhuǎn)數(shù)乘積相等。當(dāng)扭矩作用在扭轉(zhuǎn)軸上，兩個(gè)磁電傳感器輸出的感應(yīng)電壓存在相位差，此相位差與扭轉(zhuǎn)軸扭轉(zhuǎn)角成正比，這樣就能把扭矩引起的扭轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)換成相位差電信號(hào)。

扭矩傳感器的特性包括能測(cè)靜止和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩、檢測(cè)精度高穩(wěn)定性好、體積小重量輕安裝多樣、無(wú)磨損件可高速運(yùn)行、輸出高電平頻率信號(hào)能直接送計(jì)算機(jī)處理、測(cè)量彈性體強(qiáng)度能承受高過(guò)載等。

測(cè)量原理是將專(zhuān)用扭轉(zhuǎn)應(yīng)變計(jì)作為應(yīng)變膠附著在測(cè)量彈性軸上構(gòu)成應(yīng)變橋，為應(yīng)變橋供電測(cè)彈性軸扭轉(zhuǎn)電信號(hào)，放大變形信號(hào)后經(jīng)壓/頻轉(zhuǎn)換為與扭轉(zhuǎn)反應(yīng)成正比的頻率信號(hào)。

原理結(jié)構(gòu)是在特殊彈性軸上粘貼扭力測(cè)量片構(gòu)成可變電橋，軸上固定能量環(huán)變壓器二級(jí)線(xiàn)圈、信號(hào)環(huán)變壓器一級(jí)線(xiàn)圈等。

工作過(guò)程是為傳感器供 15V 電源，磁路上晶體振蕩器產(chǎn)生 400Hz 方波，經(jīng)功率放大器產(chǎn)生交流磁電電源，通過(guò)能量環(huán)變壓器從靜止初級(jí)線(xiàn)圈傳至旋轉(zhuǎn)次級(jí)線(xiàn)圈，交流電源經(jīng)軸上整流濾波電路得 5V 直流電源作運(yùn)算放大器工作電源，由基準(zhǔn)電源和雙運(yùn)算放電組成高精度電源產(chǎn)生 4.5V 直流電源作橋接等電源。

轉(zhuǎn)矩是使機(jī)械元件轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，機(jī)械元件受轉(zhuǎn)矩會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，轉(zhuǎn)矩有時(shí)也叫扭矩，是各種工作機(jī)械傳動(dòng)軸的基本載荷形式，與動(dòng)力機(jī)械工作能力等因素緊密聯(lián)系，其測(cè)量對(duì)傳動(dòng)軸載荷確定與控制等有重要意義，國(guó)際單位制中計(jì)量單位為牛頓·米。

轉(zhuǎn)矩傳感器利用扭軸把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成扭應(yīng)力或扭轉(zhuǎn)角，再轉(zhuǎn)成與轉(zhuǎn)矩有關(guān)電信號(hào)，扭軸有實(shí)心軸、空心軸等形式，按作用原理不同，扭應(yīng)力式轉(zhuǎn)矩傳感器分電阻應(yīng)變式和壓磁式，扭轉(zhuǎn)角式分振弦式、光電式和相位差式。電阻應(yīng)變式把電阻應(yīng)變片貼在扭軸上，應(yīng)變電橋供電和輸出信號(hào)需通過(guò)導(dǎo)電滑環(huán)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造方便，但因用導(dǎo)電滑環(huán)，振動(dòng)頻率低，不適于高速旋轉(zhuǎn)體和扭軸振動(dòng)大的場(chǎng)合。

（圖/文/攝：太平洋汽車(chē) 整理于互聯(lián)網(wǎng)）