Caractéristiques et principe de travail des capteurs de couple

Caractéristiques et principe de travail des capteurs de couple

 

Les capteurs de couple sont rapidement devenus une composante essentielle dans diverses industries, s'établissant comme une partie indispensable de la famille des capteurs.

 

I. Caractéristiques des capteurs de couple:

 

1. Capacité de mesure: ils peuvent mesurer le couple statique et dynamique, ainsi que le couple stationnaire et rotatif.

2. Précision élevée et stabilité: ils offrent une précision de détection élevée et une bonne stabilité, et sont conçues pour empêcher les interférences.

3. Compact et léger: ces capteurs sont de petite taille, légers et sont disponibles dans diverses structures d'installation, ce qui les rend faciles à installer et à utiliser. Ils peuvent mesurer en continu le couple positif et négatif sans avoir besoin de réinitialiser à zéro.

4. Durabilité: sans pièces d'usure comme les anneaux conducteurs, ils peuvent fonctionner à grande vitesse pendant de longues périodes.

5. Sortie du signal direct: la sortie des capteurs Sortie des signaux de fréquence de haut niveau qui peuvent être directement traités par les ordinateurs.

6. Capacité de surcharge élevée: l'élément élastique utilisé dans ces capteurs peut résister à des surcharges très élevées.

 

ii. Principe de mesure des capteurs de couple:

 

Les jauges de déformation de torsion spéciales sont fixées à la tige élastique mesurée, formant un pont de déformation. Lorsque l'alimentation est fournie à ce pont, elle peut mesurer le signal électrique en torsion de l'arbre élastique. Ce signal de déformation est amplifié et converti en un signal de fréquence proportionnel à la réaction de torsion par une conversion de pression / fréquence. L'entrée d'énergie et la sortie du signal pour ce système sont gérés par deux ensembles de transformateurs spéciaux en forme d'anneau qui facilitent l'énergie sans contact et la transmission du signal.

 

III. Principe structurel des capteurs de couple:

 

Un capteur de couple de base est formé en fixant des bandes de mesure spéciales de torsion à un arbre élastique spécial, créant un pont électrique variable. Les composants suivants sont fixés à l'arbre:

1. La bobine secondaire du transformateur d'anneau d'énergie,

2. La bobine primaire du transformateur d'anneau de signal,

3. Une carte de circuit imprimé sur l'arbre, qui comprend l'alimentation de la rectification et de la stabilisation, le circuit d'amplification d'instrumentation, le circuit de conversion V / F (tension à fréquence) et le circuit de sortie du signal.

 

iv. Processus de travail des capteurs de couple:

 

Une alimentation 15V est fournie au capteur. Un oscillateur en cristal dans le circuit magnétique génère une onde carrée de 400 Hz, qui est amplifiée par l'amplificateur de puissance TDA2030 pour produire une alimentation magnétique AC. Cette puissance est transmise de la bobine primaire stationnaire à la bobine secondaire rotative à travers le transformateur de l'anneau d'énergie T1. La puissance AC résultante est rectifiée et filtrée par le circuit sur l'arbre pour obtenir une alimentation CC 5V, qui alimente l'amplificateur opérationnel AD822. Une alimentation CC 4.5 V de haute précision, produite par la source d'alimentation de référence AD589 et l'amplificateur opérationnel double AD822, est utilisé pour alimenter le pont, l'amplificateur et le convertisseur V / F.

 

Lorsque l'arbre élastique subit une torsion, le signal de déformation au niveau MV détecté par le pont de déformation est amplifié à un signal fort de 1,5 V à 1 V par l'amplificateur d'instrumentation AD620. Ce signal est ensuite converti en un signal de fréquence par le convertisseur V / F LM131. Le signal de fréquence est transmis de la bobine primaire rotative à la bobine secondaire stationnaire via le transformateur de l'anneau de signal T2. Après filtrage et mise en forme par le circuit de traitement du signal dans le boîtier du capteur, le signal de fréquence, qui est proportionnel au couple appliqué à l'arbre élastique, est obtenu. Puisqu'il n'y a qu'un petit écart de quelques millimètres entre les anneaux mobiles et statiques, et une partie de l'arbre du capteur est enfermée dans un boîtier métallique, un blindage efficace est obtenu, ce qui entraîne une forte capacité d'anti-ingérence.