(一)静态扭矩传感器工作原理(以隆旅 NJL-201A 为例)
弹性轴受力形变:NJL-201A 内置高精度合金弹性轴,当外部扭矩作用于轴两端时,弹性轴会产生微小扭转变形(形变角度与扭矩成正比,通常<0.1°),其表面会出现拉伸与压缩应力。
应变片信号转换:在弹性轴表面粘贴 4 片应变片(组成全桥电路),其中 2 片受拉、2 片受压,应变片阻值随应力变化(拉伸时阻值增大,压缩时减小),使全桥电路输出与扭矩成正比的微弱电压信号(通常 mV 级)。
信号放大与处理:传感器内置高精度信号调理模块,将 mV 级信号放大至标准电压(0-5V)或电流(4-20mA)信号,同时通过温度补偿电路(采用 Pt1000 温度传感器)抵消环境温度对弹性轴与应变片的影响,确保 - 20℃-80℃范围内测量精度稳定。
(二)动态扭矩传感器工作原理(以隆旅 NJL-101 为例)
旋转端信号采集:与静态原理类似,NJL-101 的旋转弹性轴上粘贴应变片全桥,实时采集扭矩形变产生的 mV 级信号;同时内置锂电池供电模块(续航 12-24 小时,支持充电)与无线发射单元(采用 2.4GHz 频段,传输距离≤50 米),避免传统有线传输因旋转导致的线缆缠绕问题。
固定端信号接收:配套的无线接收模块安装在设备固定端,接收旋转端发送的扭矩信号后,进行滤波、放大处理,转化为 4-20mA/RS485 标准信号,上传至 PLC 或数据采集系统;部分型号支持实时波形显示,捕捉瞬时峰值扭矩(如电机启动冲击扭矩)。
动态响应优化:为适应高频扭矩变化(如发动机启停时扭矩波动频率>100Hz),NJL-101 的应变片选用高弹性模量材料,信号调理模块的采样频率达 1kHz,确保扭矩变化响应时间<1ms,避免动态过程中信号滞后导致的测量偏差。
结构设计适配动态工况
采用分体式结构(旋转测量端 + 固定接收端),旋转端直径最小可至 20mm(适配小型电机轴),最大可支持 500mm 轴径(如风电主轴测试);轴承选用高精度角接触球轴承,磨损量<0.001mm/1000 小时,确保高速旋转时(最高转速可达 10000rpm)的稳定性。
外壳采用 304 不锈钢材质,防护等级达 IP67,可应对工业环境中的粉尘、油污侵袭;内置防电磁干扰屏蔽层,在变频器、电焊机等强电磁环境下(电磁强度≤1000V/m),示值波动≤±0.1% FS,解决动态场景中干扰导致的信号跳变问题。
性能参数聚焦动态精度
测量量程覆盖 1N・m-50000N・m,精度等级 0.1 级(满量程误差≤±0.1%),重复性≤0.05% FS,满足发动机、变速箱等设备动态扭矩的高精度监测需求;例如在汽车发动机动力测试中,可精准捕捉怠速(500rpm)至高速(6000rpm)过程中扭矩的连续变化曲线。
支持峰值扭矩捕捉(峰值保持时间可设 1-60 秒)与数据存储(最大存储 10 万条数据),配合配套软件可生成扭矩 - 转速 - 时间三维曲线图,为设备动态性能分析提供数据支撑。
适用场景:高速旋转设备测试
典型应用包括:电机启动 / 制动扭矩测试、汽车变速箱换挡扭矩监测、航空发动机模拟负载扭矩测量、水泵 / 风机动态效率测试等;某新能源汽车电机厂使用 NJL-101 监测电机加速过程中扭矩波动,成功优化电机控制策略,使扭矩输出稳定性提升 15%。
结构设计适配静态工况
采用一体式实心轴结构,无旋转部件,无需考虑线缆缠绕问题;轴两端采用键槽或法兰连接(适配不同设备接口),安装时通过水平仪校准,确保同轴度≤Φ0.05mm,避免静态测量中附加径向力导致的误差。
供电方式支持 DC 12V/24V,静态功耗≤50mA(远低于 NJL-101 的动态功耗 150mA),可长期连续工作;信号输出除标准 4-20mA/RS485 外,还支持 USB 直连电脑,无需额外采集模块,降低小型实验室或生产线的使用门槛。
性能参数聚焦静态稳定
测量量程覆盖 0.1N・m-10000N・m,精度等级 0.05 级(满量程误差≤±0.05%),滞后误差≤0.03% FS,适合静态负载下的高精度校准与检测;例如在螺栓拧紧机校准中,NJL-201A 可精准测量 0.5N・m-50N・m 的拧紧扭矩,确保螺栓预紧力一致性达标。
内置零点自动校准功能,每小时零点漂移≤0.02% FS,避免长期静态测量中零点偏移导致的累积误差;温度补偿范围宽(-30℃-100℃),在高低温环境下(如冷库门铰链扭矩测试、高温管道阀门扭矩检测)仍能保持稳定精度。
适用场景:静止 / 低速设备检测
典型应用包括:螺栓拧紧扭矩校准、阀门开关扭矩检测、桥梁支座静态扭矩监测、材料扭转强度测试等;某机械加工厂使用 NJL-201A 校准螺丝拧紧机,将拧紧扭矩误差从 ±2% 降至 ±0.5%,产品装配合格率提升至 99.8%。
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