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盘式动态扭矩传感器的结构设计如何实现动态扭矩的测量?

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

扭矩作为旋转机械动力传输的核心力学参数,其精准测量是设备性能优化、故障预判与质量管控的关键前提。在重型机械、汽车动力总成测试、精密工装检测等场景中,对传感器的抗干扰能力、结构强度与测量稳定性提出了严苛要求。上海隆旅电子科技研发的NJL-503应变式扭矩传感器,依托强化型应变电测技术与全密封结构设计,兼顾重载工况适配与高精度测量需求,凭借优异的环境适应性与可靠性能,成为工业重载及复杂场景下扭矩测量的核心设备,为各类严苛工况提供精准高效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-503以成熟的应变电测技术为核心,针对重载与复杂工况进行结构强化设计,是应变式扭矩传感器在严苛场景应用的典型代表。其核心部件为316不锈钢一体化弹性轴,相较于普通合金材料,具备更强的抗腐蚀、抗冲击与抗疲劳性能,可在承受重载扭矩时产生均匀且可逆的扭转形变,同时有效规避长期重载运行后的形变残留与材料损耗。弹性轴表面采用特殊工艺粘贴高精度箔式应变片,形成对称式布局,当轴体受扭变形时,应变片同步响应并产生线性电阻变化——拉伸区域电阻增大,压缩区域电阻减小,通过这一金属应变效应,将机械扭矩精准转化为可捕捉的电阻变化信号。
为提升重载场景下的测量精度与抗干扰能力,NJL-503采用惠斯通电桥全桥闭环布局,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。全桥设计不仅使测量灵敏度提升一倍,更能有效抵消温度波动、振动冲击对测量结果的影响,配合内置的抗电磁干扰模块,可抵御工业现场强电磁、强振动带来的信号干扰。相较于非接触式传感器,其结构简洁且无磨损部件,通过标准化屏蔽接线实现信号输出,兼顾安装便捷性与长期运行稳定性,适配中低速重载旋转及静态扭矩测量场景。
微弱电压信号经传感器内部多级放大、滤波及高精度温度补偿电路处理后,可输出工业通用标准信号,包括4~20mA二线制电流信号、0~5V/1~5V/0~10V三线制电压信号及mV/V原始信号,适配不同数据采集与控制系统对接需求。同时,NJL-503可根据场景需求集成转速采集模块,实现扭矩与转速的协同监测,通过扭矩与转速数据直接计算功率值,为重载设备性能评估、能耗分析提供完整数据支撑,广泛适配重载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



NJL-503的核心竞争力源于针对严苛工况的定制化优化,在结构强度、环境适应性与测量稳定性上形成多重突破。相较于普通应变式传感器,其采用316不锈钢全封焊接结构,防护等级达IP65,可有效抵御多尘、潮湿、弱腐蚀介质等复杂工业环境的侵蚀,同时具备良好的防潮、防振动性能,在机械振动频率20Hz~1000Hz范围内,输出变化小于0.1%F·S,适配重型机械、化工设备等恶劣工况。一体化结构设计无冗余部件,不仅提升了设备整体刚性,更降低了磨损与故障概率,延长了长期重载运行的使用寿命。
在测量性能上,NJL-503展现出可靠的精度表现,综合精度可达±0.25%F·S~±0.5%F·S,非线性、重复性及回差均控制在严苛范围内,能精准捕捉重载工况下的扭矩微小波动。设备内置高精度温度补偿电路,可有效抵消-20~85℃工作温度范围内的温度波动影响,长期稳定性达0.1%F·S/年,零点与灵敏度温度系数低,确保在高低温交替、湿度变化等复杂环境条件下的测量一致性。此外,其通过赫斯曼接插件实现电气连接,配合屏蔽线设计,进一步强化了抗电磁干扰能力,保障信号传输的稳定性与准确性。
结构设计上,NJL-503采用紧凑式一体化封装,外形尺寸经过精准优化,可适配空间受限的重载设备安装场景。安装方式兼容法兰、键槽及螺纹连接等多种固定形式,螺纹接口支持M20×1.5、M14×1.5等标准规格,同时可根据客户需求定制特殊螺纹,无需对原有重载设备进行大幅改造,即可快速集成安装,大幅降低集成成本与周期。不锈钢外壳搭配全密封工艺,不仅提升了设备抗冲击能力,更能有效防护内部电路与应变片,适配长期重载连续运行工况。

关键技术参数:多维度适配个性化需求

NJL-503的参数配置充分覆盖重载及复杂场景的测量需求,提供灵活的定制化选型空间。量程范围覆盖0~100Nm至0~5000Nm多档规格,可精准匹配从中型设备到重型机械的扭矩测量需求;响应时间小于1ms,能快速捕捉重载工况下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,适配重载启停、负载波动等复杂工况。
供电与信号输出均采用工业通用标准,电源电压兼容9~36VDC宽电压范围,其中电流输出型负载电阻可达800Ω,电压输出型负载电阻大于50KΩ,适配各类工业重载设备的供电环境,功耗控制在合理范围,避免重载场景下的能源损耗。信号输出方式丰富,可根据场景需求选择模拟信号或原始信号,能直接与数据采集仪、PLC、上位机系统对接,实现扭矩数据的实时显示、存储、分析与闭环控制,为重载设备智能化管控提供数据支撑。
316不锈钢弹性轴具备极强的结构强度与抗疲劳性能,可承受200%F·S的瞬时过载冲击,有效抵御重载工况下的突发载荷对设备的损坏,大幅提升使用安全性与使用寿命。全密封外壳搭配防腐处理,可在多尘、潮湿、弱腐蚀等复杂环境中稳定运行,介质温度适应范围扩展至-20~105℃,储存温度范围为-40~85℃,适配恶劣环境下的长期存放与间歇式重载工作需求,无需频繁维护,降低工业场景下的运维成本。

选型与应用:贯穿多行业的扭矩监测解决方案

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NJL-503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、安装接口及环境适配需求组合配置,精准匹配不同重载场景的个性化需求。例如,在重型汽车动力总成测试中,可选用高量程型号搭配4~20mA电流信号输出,实现重载扭矩与转速的协同采集,适配长距离信号传输与远程测控;在化工设备传动轴监测中,选择防腐强化型型号搭配RS485数字信号输出,抵御弱腐蚀环境干扰,实现扭矩数据的数字化分析与故障预警。
凭借重载适配与恶劣环境耐受能力,NJL-503已广泛应用于多个核心工业领域:在重型机械行业,用于挖掘机、起重机等设备传动轴的扭矩监测,保障重载作业安全;在汽车制造领域,适配重型卡车、工程车辆动力总成的扭矩测试,满足重载动力系统的性能评估需求;在化工领域,用于耐腐蚀传动轴的扭矩检测,抵御弱腐蚀介质影响;同时还可应用于矿山机械、船舶推进系统、大型减速机性能测试等场景,成为重载及复杂工况下扭矩测量的优选设备。


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