滑環(huán)扭矩傳感器

第一旋轉(zhuǎn)應(yīng)變儀扭矩傳感器采用滑環(huán)來實(shí)現(xiàn)從殼體到旋轉(zhuǎn)軸的電連接。由于滑環(huán)僅承載來自應(yīng)變儀的毫伏信號(hào)，因此必須仔細(xì)選擇滑環(huán)和電刷的材料。通常的程序是使用硬幣銀作為滑環(huán)，使用銀石墨作為刷子齒輪。

導(dǎo)電環(huán)隨傳感器一起旋轉(zhuǎn)，并使用一系列彈簧刷接觸環(huán)并傳輸電信號(hào)。滑環(huán)是相對(duì)直的，只有很小的缺點(diǎn)，因?yàn)樗⒆雍洼^小程度的環(huán)確實(shí)磨損并且因此具有有限的壽命。因此，它們不適用于長(zhǎng)期測(cè)試，非常高的速度，也不適用于訪問傳感器以進(jìn)行維修的應(yīng)用。

在低速時(shí)，環(huán)和電刷之間的電連接相對(duì)無噪聲，但是在較高速度下，電噪聲最終會(huì)降低其性能。滑環(huán)的最大速度（rpm）由刷子和環(huán)之間界面處的表面速度決定。因此，對(duì)于較大或較高的扭矩容量傳感器，最大操作速度將較低，因?yàn)檩^大的滑環(huán)因此在給定的rpm下具有較高的表面速度。對(duì)于中等容量的扭矩傳感器，典型的最大轉(zhuǎn)速將在2000rpm的范圍內(nèi)。對(duì)于非常低容量的測(cè)量，刷環(huán)界面可能是“拖曳扭矩”的來源，這可能是要克服的驅(qū)動(dòng)扭矩的問題。

非接觸式扭矩傳感器（感應(yīng)回路）

對(duì)于更高速（rpm）扭矩測(cè)量應(yīng)用，可以使用旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)包括兩個(gè)線圈，一個(gè)靜態(tài)線圈連接到換能器外殼，一個(gè)旋轉(zhuǎn)線圈連接到換能器軸。這提供了明顯的優(yōu)點(diǎn)，即轉(zhuǎn)子和定子之間沒有接觸，并且包括來自旋轉(zhuǎn)應(yīng)變儀電橋電路的功率傳輸和信號(hào)傳輸。旋轉(zhuǎn)變壓器型扭矩傳感器提供±0.2％的典型誤差，速度可達(dá)18000rpm。

旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)的通用性足以用于特殊的扭矩傳感器和空間有限的傳感器。然而，由于這種設(shè)計(jì)采用了軸承，因此最大轉(zhuǎn)速大于滑環(huán)設(shè)計(jì)，但受到軸承最大規(guī)定性能的限制。該系統(tǒng)還易受噪聲和誤差的影響，這些噪聲和誤差是由變壓器初級(jí)到次級(jí)線圈的對(duì)準(zhǔn)引起的。由于旋轉(zhuǎn)變壓器的特殊要求，還需要專門的信號(hào)調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生大多數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可接受的信號(hào)。