(一)靜態(tài)扭矩傳感器工作原理(以隆旅 NJL-201A 為例)
彈性軸受力形變:NJL-201A 內(nèi)置高精度合金彈性軸,當外部扭矩作用于軸兩端時,彈性軸會產(chǎn)生微小扭轉(zhuǎn)變形(形變角度與扭矩成正比,通常<0.1°),其表面會出現(xiàn)拉伸與壓縮應(yīng)力。
應(yīng)變片信號轉(zhuǎn)換:在彈性軸表面粘貼 4 片應(yīng)變片(組成全橋電路),其中 2 片受拉、2 片受壓,應(yīng)變片阻值隨應(yīng)力變化(拉伸時阻值增大,壓縮時減?。谷珮螂娐份敵雠c扭矩成正比的微弱電壓信號(通常 mV 級)。
信號放大與處理:傳感器內(nèi)置高精度信號調(diào)理模塊,將 mV 級信號放大至標準電壓(0-5V)或電流(4-20mA)信號,同時通過溫度補償電路(采用 Pt1000 溫度傳感器)抵消環(huán)境溫度對彈性軸與應(yīng)變片的影響,確保 - 20℃-80℃范圍內(nèi)測量精度穩(wěn)定。
(二)動態(tài)扭矩傳感器工作原理(以隆旅 NJL-101 為例)
旋轉(zhuǎn)端信號采集:與靜態(tài)原理類似,NJL-101 的旋轉(zhuǎn)彈性軸上粘貼應(yīng)變片全橋,實時采集扭矩形變產(chǎn)生的 mV 級信號;同時內(nèi)置鋰電池供電模塊(續(xù)航 12-24 小時,支持充電)與無線發(fā)射單元(采用 2.4GHz 頻段,傳輸距離≤50 米),避免傳統(tǒng)有線傳輸因旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的線纜纏繞問題。
固定端信號接收:配套的無線接收模塊安裝在設(shè)備固定端,接收旋轉(zhuǎn)端發(fā)送的扭矩信號后,進行濾波、放大處理,轉(zhuǎn)化為 4-20mA/RS485 標準信號,上傳至 PLC 或數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);部分型號支持實時波形顯示,捕捉瞬時峰值扭矩(如電機啟動沖擊扭矩)。
動態(tài)響應(yīng)優(yōu)化:為適應(yīng)高頻扭矩變化(如發(fā)動機啟停時扭矩波動頻率>100Hz),NJL-101 的應(yīng)變片選用高彈性模量材料,信號調(diào)理模塊的采樣頻率達 1kHz,確保扭矩變化響應(yīng)時間<1ms,避免動態(tài)過程中信號滯后導(dǎo)致的測量偏差。
結(jié)構(gòu)設(shè)計適配動態(tài)工況
采用分體式結(jié)構(gòu)(旋轉(zhuǎn)測量端 + 固定接收端),旋轉(zhuǎn)端直徑最小可至 20mm(適配小型電機軸),最大可支持 500mm 軸徑(如風(fēng)電主軸測試);軸承選用高精度角接觸球軸承,磨損量<0.001mm/1000 小時,確保高速旋轉(zhuǎn)時(最高轉(zhuǎn)速可達 10000rpm)的穩(wěn)定性。
外殼采用 304 不銹鋼材質(zhì),防護等級達 IP67,可應(yīng)對工業(yè)環(huán)境中的粉塵、油污侵襲;內(nèi)置防電磁干擾屏蔽層,在變頻器、電焊機等強電磁環(huán)境下(電磁強度≤1000V/m),示值波動≤±0.1% FS,解決動態(tài)場景中干擾導(dǎo)致的信號跳變問題。
性能參數(shù)聚焦動態(tài)精度
測量量程覆蓋 1N?m-50000N?m,精度等級 0.1 級(滿量程誤差≤±0.1%),重復(fù)性≤0.05% FS,滿足發(fā)動機、變速箱等設(shè)備動態(tài)扭矩的高精度監(jiān)測需求;例如在汽車發(fā)動機動力測試中,可精準捕捉怠速(500rpm)至高速(6000rpm)過程中扭矩的連續(xù)變化曲線。
支持峰值扭矩捕捉(峰值保持時間可設(shè) 1-60 秒)與數(shù)據(jù)存儲(最大存儲 10 萬條數(shù)據(jù)),配合配套軟件可生成扭矩 - 轉(zhuǎn)速 - 時間三維曲線圖,為設(shè)備動態(tài)性能分析提供數(shù)據(jù)支撐。
適用場景:高速旋轉(zhuǎn)設(shè)備測試
典型應(yīng)用包括:電機啟動 / 制動扭矩測試、汽車變速箱換擋扭矩監(jiān)測、航空發(fā)動機模擬負載扭矩測量、水泵 / 風(fēng)機動態(tài)效率測試等;某新能源汽車電機廠使用 NJL-101 監(jiān)測電機加速過程中扭矩波動,成功優(yōu)化電機控制策略,使扭矩輸出穩(wěn)定性提升 15%。
結(jié)構(gòu)設(shè)計適配靜態(tài)工況
采用一體式實心軸結(jié)構(gòu),無旋轉(zhuǎn)部件,無需考慮線纜纏繞問題;軸兩端采用鍵槽或法蘭連接(適配不同設(shè)備接口),安裝時通過水平儀校準,確保同軸度≤Φ0.05mm,避免靜態(tài)測量中附加徑向力導(dǎo)致的誤差。
供電方式支持 DC 12V/24V,靜態(tài)功耗≤50mA(遠低于 NJL-101 的動態(tài)功耗 150mA),可長期連續(xù)工作;信號輸出除標準 4-20mA/RS485 外,還支持 USB 直連電腦,無需額外采集模塊,降低小型實驗室或生產(chǎn)線的使用門檻。
性能參數(shù)聚焦靜態(tài)穩(wěn)定
測量量程覆蓋 0.1N?m-10000N?m,精度等級 0.05 級(滿量程誤差≤±0.05%),滯后誤差≤0.03% FS,適合靜態(tài)負載下的高精度校準與檢測;例如在螺栓擰緊機校準中,NJL-201A 可精準測量 0.5N?m-50N?m 的擰緊扭矩,確保螺栓預(yù)緊力一致性達標。
內(nèi)置零點自動校準功能,每小時零點漂移≤0.02% FS,避免長期靜態(tài)測量中零點偏移導(dǎo)致的累積誤差;溫度補償范圍寬(-30℃-100℃),在高低溫環(huán)境下(如冷庫門鉸鏈扭矩測試、高溫管道閥門扭矩檢測)仍能保持穩(wěn)定精度。
適用場景:靜止 / 低速設(shè)備檢測
典型應(yīng)用包括:螺栓擰緊扭矩校準、閥門開關(guān)扭矩檢測、橋梁支座靜態(tài)扭矩監(jiān)測、材料扭轉(zhuǎn)強度測試等;某機械加工廠使用 NJL-201A 校準螺絲擰緊機,將擰緊扭矩誤差從 ±2% 降至 ±0.5%,產(chǎn)品裝配合格率提升至 99.8%。
對比維度 | 隆旅 NJL-101(動態(tài)) | 隆旅 NJL-201A(靜態(tài)) |
核心技術(shù) | 應(yīng)變片 + 無線傳輸(解決旋轉(zhuǎn)信號傳輸) | 應(yīng)變片 + 有線傳輸(側(cè)重靜態(tài)穩(wěn)定) |
轉(zhuǎn)速適配 | 0-10000rpm(高速旋轉(zhuǎn)) | 0-100rpm(靜止 / 低速) |
精度等級 | 0.1 級(動態(tài)過程精度) | 0.05 級(靜態(tài)校準精度) |
功耗與續(xù)航 | 動態(tài)功耗 150mA,鋰電池續(xù)航 12-24 小時 | 靜態(tài)功耗≤50mA,可長期連續(xù)供電 |
防護與抗干擾 | IP67,內(nèi)置電磁屏蔽(適應(yīng)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境) | IP65,基礎(chǔ)抗干擾(適合實驗室 / 生產(chǎn)線) |
核心優(yōu)勢 | 實時捕捉動態(tài)扭矩波動,無線纜纏繞 | 靜態(tài)測量穩(wěn)定,安裝簡單,低功耗 |
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