转矩转速传感器使用说明书 概 述
转矩转速传感器与扭矩测量仪或扭矩测试卡配套使用。是一种测量各种动力机械转动力 矩、转速及机械功率的精密测量仪器。其用途十分广泛,在电机、风机、水泵、齿轮及齿轮 箱、铁路机车、汽车拖拉机、飞机、船舶、矿山机械、液压气动元件等几乎所有机械制造部 门及其科研院所、大专院校均有广泛的应用。
一、 NJ 型转矩转速传感器的基本原理:
NJ 型转矩转速传感器的基本原理是:通过弹性轴、两组磁电信号发生器,把被测转矩、 转速转换成具有相位差的两组交流电信号, 这两组交流电信号的频率相同且与轴的转速成正 比,而其相位差的变化部分又与被测转矩成正比。
NJ 型转矩转速传感器的工作原理如图 1。 在弹性轴的两端安装有两只信号齿轮, 在两 齿轮的上方各装有一组信号线圈, 在信号线圈内均装有磁钢, 与信号齿轮组成磁电信号发生 器。 当信号齿轮随弹性轴转动时, 由于信号齿轮的齿顶及齿谷交替周期性的扫过磁钢的底部, 使气隙磁导产生周期性的变化, 线圈内部的磁通量亦产生周期性变化, 使线圈中感生出近似 正弦波的交流电信号。 这两组交流电信号的频率相同且与轴的转速成正比, 因此可以用来测 量转速。 这两组交流电信号之间的相位与其安装的相对位置及弹性轴所传递扭矩的大小及方 向有关。当弹性轴不受扭时,两组交流电信号之间的相位差只与信号线圈及齿轮的安装相
对位置有关,这一相位差一般称为初始相位差,在设计制造时,使其相差半个齿距左右, 即两组交流电信号之间的初始相位差在 180度左右。在弹性轴受扭时,将产生扭转变形, 使两组交流电信号之间的相位差发生变化, 在弹性变形范围内, 相位差变化的绝对值与转 矩的大小成正比。把这两组交流电信号用专用屏蔽电缆线送入 NC 型扭矩测量仪或具有其 功能的扭矩卡送入计算机,即可得到转矩、转速及功率的精确值。图 2是 NJ 型转矩转速
传感器机械结构图。 其结构与图一的工作原理图差别是很大的, 其中, 为了提高测量精度
两端的信号发生器是由安装在弹性轴上的外齿轮、 安装在套筒内的内齿轮、 固定在机座内 的导磁环、磁钢、线圈及导磁支架组成封闭的磁路。其中,外齿轮、内齿轮是齿数相同互 相脱开不相啮合的。 套筒的作用是当弹性轴的转速较低或者不转时, 通过传感器顶部的小 电动机及齿轮或皮带传动链带动套筒, 使内齿轮反向转动, 提高了内、 外齿轮之间的相对 转速, 保证了转矩测量精度。但是, 此时输出信号的频率不能用来测量转速。解决的办法 是建议用户另外增加转速传感器(如 NJ0、 NJ1D 、 NJ2等或者在传感器上增加一个转速 传感器 (如 NJ3、 NJ4等 , 因为是磁电式传感器,在转速过低时仍然不能保证转速的正确 测量。为此,又派生了 NJ*D型低速系列转矩转速传感器产品。 NJ*D型低速转矩转速传感 器的解决方法是增加了套筒测速头及安装在套筒上的测速齿轮,其测速头的信号送入 NC-2A 型扭矩测量仪进行数据处理,不论套筒是否转动,其输出的转速信号始终是弹性轴 的实际转速,即使转速为零也是如此。
二、性能指标
转矩测量精度:分为 0.1级和 0.2级。
(1静校——直接用砝码产生标准力矩校准时,其测量误差 0.1级不大于额定值的 ±0.1%; 0.2级不大于额定值的±0.2%。
(2转速变化的附加误差——在规定转速范围内变化时,转矩读数变化不大于额定转 矩的±0.1%(国家标准为±0.2%。
(3 NJ 型转矩转速传感器系列规格见下表: