磁电式传感器结构示意图(转速转矩传感器结构原理图)

磁电式传感器结构示意图

图1 　转速转矩传感器结构示意图
11 内齿轮21 永久磁钢31 转筒41 感应线圈51 外齿轮61 扭力抽

图1 是磁电式传感器结构示意图。其中,内、外齿轮并不啮合,齿顶留有工作气隙。齿顶相对时,气隙最大,齿顶与齿槽相对时,气隙最小。在内外齿轮相对转动一个齿位时,工作气隙发生一个周期的变化。永久磁钢、内外齿轮构成环状闭合磁路,当工作气隙发生
一个周期的变化时,磁路的磁阻和磁通随之作周期变化,感应线圈感应出一个周期的近似
正弦波的电压信号,信号的电压瞬时值的变化与内外齿轮相对位置的变化是一致的。如
果安装时的两组内外齿轮的投影是重合的,那么,感应出的两路电压信号的相位差为零。
考虑到正反加载,让外齿轮错半齿安装,即初始相位差为180°。
当扭力轴受到扭矩时产生扭角,扭角的大小和扭矩成正比,信号变化与扭角成正比,
因此,输出两路信号的相位差的变化Δ< 和转矩M 成正比,关系式为:
Δ< = KM 　　其中, K = Z ×32 L / (πd4 G0)
式中:Z —齿轮齿数;L —扭力轴长度;d —扭力轴直径; G0 —扭力轴材料剪切弹性模数。从上式可知,如果测得相位差Δ< ,即可得到扭矩M。转速采用周期测量法,因为转速不很高,所以,测得信号周期,通过运算求得转速。