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螺丝机动态扭矩传感器如何实现拧紧过程中动态扭矩的实时测量?

发布时间:2026-02-02
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文章来源:http://www.shllsensor.com

扭矩作为旋转机械系统的核心力学指标,其测量精度直接决定设备性能评估、故障诊断与产品质量管控的可靠性。在电机测试、精密制造、汽车零部件检测等场景中,兼具高精度与高稳定性的扭矩传感器是实现数据化管控的核心支撑。上海隆旅电子科技研发的NJL-112应变式扭矩传感器,依托成熟的应变电测技术与优化的结构设计,兼顾静态与动态扭矩测量需求,凭借高性价比与广泛适配性,成为工业及科研领域扭矩测量的优选设备,为各类场景提供精准可靠的扭矩感知解决方案

核心工作原理:应变电测技术赋能精准感知

NJL-112基于行业成熟的应变电测技术构建测量链路,兼具测量精度与结构可靠性,是应变式扭矩传感器的典型应用代表。其核心部件为定制化合金弹性轴,该弹性轴采用高强度合金材料打造,兼具优良的弹性恢复性能与结构强度,可在承受扭矩作用时产生微小且可逆的扭转形变,同时有效避免长期使用后的形变残留。弹性轴表面粘贴高精度箔式应变片,当轴体受扭变形时,应变片同步发生形变,利用金属应变效应实现电阻值的线性变化——拉伸区域应变片电阻增大,压缩区域电阻减小,从而将机械扭矩转化为可捕捉的电阻变化信号。
为提升测量精度与抗干扰能力,NJL-112采用惠斯通电桥全桥布局,将四片应变片按特定角度粘贴并组成测量电桥。无扭矩作用时,电桥处于平衡状态,输出电压为零;当弹性轴承受扭矩产生形变后,两组应变片分别处于拉伸与压缩状态,形成稳定的电阻差值,使电桥失衡并输出与扭矩大小成正比的毫伏级微弱电压信号。相较于半桥布局,全桥设计不仅能提升测量灵敏度,还可有效抵消温度变化对测量结果的影响,为后续信号处理奠定基础。该设计无需复杂的非接触传输结构,通过标准化接线实现信号输出,兼顾安装便捷性与运行稳定性,适配中低速旋转及静态扭矩测量场景。
微弱电压信号经传感器内部放大、滤波及温度补偿电路处理后,可输出工业通用的标准信号,包括4~20mA电流信号、0~5V/10V电压信号及mV/V原始信号,适配不同数据采集与控制系统需求。同时,NJL-112可根据场景需求集成转速采集功能,实现扭矩与转速的协同监测,通过扭矩与转速数据可直接计算功率值,为设备性能评估提供完整的数据支撑,广泛适配各类动态与静态扭矩测量工况。

产品特性:兼顾精度、稳定性与场景适配性

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NJL-112的核心竞争力源于应变式技术的成熟应用与场景化结构优化,在精度、稳定性与性价比上形成多重优势。相较于非接触式传感器,其结构设计简洁紧凑,无复杂的线圈与耦合部件,不仅体积更小、安装更便捷,还能有效降低设备成本,适配对成本敏感的批量应用场景。同时,高强度合金弹性轴搭配优质应变片,使其具备良好的耐磨性与抗冲击能力,无摩擦损耗问题,使用寿命大幅延长,可适应长期连续运行的工业工况。
在测量性能上,NJL-112展现出优异的精度表现,综合精度可达±0.1%F·S~±0.2%F·S,非线性、重复性及回差均控制在严苛范围内,能精准捕捉微小扭矩变化。设备内置完善的温度补偿电路,可有效抵消-20~60℃工作温度范围内的温度波动影响,零点与灵敏度温度系数低,确保在不同环境条件下的测量稳定性。此外,其信号抗干扰能力强,通过屏蔽线设计与电路优化,可有效抵御工业现场电磁干扰,保障信号传输的稳定性与准确性。
结构设计上,NJL-112采用一体化密封外壳,防护等级可达IP65,可有效抵御多尘、潮湿等复杂工业环境的侵蚀,适配车间、实验室等多种场景使用。其安装方式兼容法兰、键槽等多种固定形式,可快速集成到各类旋转传动系统与测试设备中,无需对原有设备进行大幅改造,大幅降低集成成本与周期,兼顾实用性与灵活性。

关键技术参数:多维度适配个性化需求

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NJL-305A的参数配置充分覆盖不同行业的测量需求,提供灵活的定制化选型空间。量程范围覆盖0~1Nm至0~1000Nm多档规格,可精准匹配从微型电机测试到中型工业设备扭矩监测的各类需求;频率响应速度可达5ms,能快速捕捉动态扭矩的瞬时变化,兼顾静态测量的稳定性与动态测量的实时性,适配多类工况场景。
供电与信号输出均采用工业通用标准,电源电压兼容12V~24VDC,部分型号支持220V AC供电,功耗小于7VA,适配各类工业与实验室供电环境;信号输出方式丰富,包括模拟信号(4~20mA、0~5V/10V)、mV/V原始信号及数字信号(RS485),可直接与数据采集仪、PLC、上位机系统对接,实现数据实时显示、存储与控制。转速测量范围支持0~5000RPM,满足中低速旋转设备的协同测量需求,为功率计算、性能评估提供完整数据。
合金弹性轴兼具高强度与优良弹性恢复性能,可承受150%F·S的瞬时过载冲击,有效避免突发载荷对设备的损坏,提升使用安全性。一体化密封外壳搭配防腐处理,可在多尘、潮湿等复杂环境中稳定运行,储存温度范围扩展至-40~80℃,适配恶劣环境下的长期存放与间歇式工作需求,无需频繁维护。

选型与应用:贯穿多行业的扭矩监测解决方案

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NJL-112提供标准化选型与定制化服务,可根据测量量程、精度等级、信号类型及供电需求组合配置,精准匹配不同场景的个性化需求。例如,在实验室电机性能测试中,可选用±0.1%F·S高精度型号搭配RS485数字信号输出,实现扭矩数据的高精度采集与数字化分析;在汽车零部件生产线中,选择4~20mA电流信号输出,配合PLC实现零部件装配扭矩的实时监测与闭环控制,避免过拧或欠拧导致的产品故障。
凭借优异的综合性能与高性价比,NJL-112已广泛应用于多个核心领域:在电机制造行业,用于各类中小型电机的输出扭矩测试,保障电机性能一致性;在汽车零部件领域,适配传动轴、转向器等部件的扭矩检测,满足汽车制造的严苛质量标准;在工业自动化领域,集成于扭力扳手、拧紧机等设备,实现装配过程扭矩精准控制;同时还可应用于实验室科研测试、医疗器械、减速机性能检测等场景,成为兼顾精度与实用性的扭矩测量优选设备。


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