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转矩转速传感器是测试台的核心

来源：本站　点击数：10次　更新时间：2025/12/19 9:42:20

转矩转速测试仪是试验中的基础性仪器，主要由转矩转速传感器和配套的测量仪两部分构成。其核心工作流程为：转矩转速传感器先将电机转轴的转速与扭矩物理量，转换为测量仪可识别接收的电信号（我们的传感器转矩输出5-15KHz频率信号，转速输出60脉冲信号）；测量仪对接收的电信号进行处理后，最终在仪表显示器上输出直观的测量结果。需要强调的是，在电机测试台中，测量工作的核心关键在于传感器：模拟负载仅承担加载功能，无法直接获取转矩、转速及功率数据，若要精准获取这些核心测试参数，仍需依靠转矩转速传感器实现。常见的转矩转速传感器结构如图

图一图二

图一为相位差式转矩转速传感器，在弹性轴的两端安装有两只信号齿轮，在每只信号齿轮的上方各配置有一组信号线圈，且每个信号线圈内部均装有磁钢，磁钢与对应信号齿轮共同组成磁电信号发生器。其转速与转矩的测量均基于磁电感应原理实现，具体过程如下：

当信号齿轮随弹性轴同步转动时，信号齿轮的齿顶与齿谷会周期性交替扫过磁钢底部。这一周期性相对运动，会使磁钢与信号齿轮之间的气隙磁导发生周期性变化，进而导致信号线圈内部的磁通量产生周期性波动；根据电磁感应定律，磁通量的周期性波动会在信号线圈中感应出近似正弦波的交流电信号。

对于转速测量：两组信号线圈感应产生的交流电信号频率相同，且该频率与弹性轴（即电机转轴）的转速呈正比关系，因此通过测量交流电信号的频率，即可间接换算得到电机转轴的转速。

对于转矩测量：两组交流电信号之间的相位差，主要与两信号线圈及对应信号齿轮的安装相对位置、弹性轴所传递扭矩的大小及方向相关。当弹性轴不受扭矩作用时，两组交流电信号的相位差仅由安装相对位置决定，这一相位差被称为初始相位差。在传感器设计制造阶段，通常会将初始相位差设定为半个齿距对应的角度，即约180°。当弹性轴承受扭矩时，会发生弹性扭转变形，这一变形会改变两信号齿轮的相对位置，进而导致两组交流电信号的相位差发生变化。在弹性变形的线性范围内，相位差变化量的绝对值与弹性轴所传递转矩的大小呈正比关系，因此通过精确测量两组交流电信号的相位差变化量，即可间接计算得到被测转矩的大小。此款相位差式转矩转速传感器已停产，仅作为介绍。

现在的传感器都以应变式转矩转速传感器图二，采用专用胶将应变片粘贴在测量轴上，测量轴受扭发生微量变形，应变片电阻也同比变化。检测电阻变化即可计算出传感器承受的扭矩。精巧精致，抗干扰能力强。测量更精准。
对于转矩测量，传感器扭矩数值的测量采用应变电测原理，当应变轴受扭力影响产生微小变形后，粘贴在应变轴上的应变计阻值发生相应变化，我们将具有相同应变特性的应变计组成测量电桥，应变电阻的变化即可转变为电压信号的变化进行测量。由于采用了能源与信号的无接触耦合，完美解决了旋转状态下扭矩（转矩）数值的测量。
电源经过处理后送到耦合器，经耦合将能源送到应变轴上，由稳压电路变成稳定电压供给应变轴上各电子器件。将应变轴的微小变形转换成电信号，经过放大送到 V/F变换器，经输出信号耦合器输出，通过信号输出电路整形后输出调频方波信号。
在应变轴上加配测速码盘。当应变轴旋转时，光电开关检测测速码盘旋转变化，输出具有一定周期宽度的脉冲信号，根据码盘的齿数和输出信号的频率，即可计算出相应的转速。
这样即可实现对电机转轴转速与转矩的同步检测，这便是转矩转速传感器的核心工作原理。

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