静态扭矩传感器:主要用于测量相对稳定、变化缓慢,甚至处于静止状态下的扭矩。比如在机械部件的扭矩校准环节,或是设备进行静态加载测试时,需精确测定扭矩数值。在测量期间,扭矩值基本恒定,不会出现快速且大幅度的波动。
动态扭矩传感器:专门针对随时间快速变化的扭矩信号。以发动机为例,在加速、减速过程中,其输出扭矩时刻变动,此时就需动态扭矩传感器进行实时监测。它能够敏锐捕捉到扭矩瞬间的变化情况,从而满足对动态过程精准测量的需求。
响应速度
静态扭矩传感器:对响应速度的要求相对不高。由于测量的是静态或缓变扭矩,它可在相对较长的时间内完成数据采集与处理,无需快速追踪扭矩的变化。通常情况下,其响应时间可达几百毫秒,甚至以秒为单位。
动态扭矩传感器:必须具备极高的响应速度。为精准捕捉快速变化的扭矩信号,其响应时间一般在微秒级至毫秒级之间。只有如此,当扭矩发生快速变化时,传感器才能及时、准确地反馈信号,为后续分析与控制提供实时数据支撑。
精度要求
静态扭矩传感器:在精度方面,往往着重追求较高的绝对精度。鉴于测量的是相对稳定的扭矩值,需要精准给出具体扭矩大小,误差范围通常控制在极小比例,如 ±0.1% FS(满量程),甚至可达更高精度,以此满足对测量结果准确性的严苛要求。
动态扭矩传感器:更侧重于动态响应精度,即能否精准跟踪扭矩的快速变化。虽说它也有一定的绝对精度指标,但在动态测量过程中,确保扭矩快速波动时测量结果的准确性才是关键。其动态测量误差一般在 ±1% FS 左右,力求在满足动态响应的基础上,尽可能提升绝对精度。
结构设计
静态扭矩传感器:结构设计相对简易。因其工作状态平稳,无需考量复杂的动态力学因素。常见的应变片式静态扭矩传感器,通过粘贴于弹性轴上的应变片,感知扭矩引发的应力变化,进而实现扭矩测量,该类型传感器结构紧凑,稳定性良好。
动态扭矩传感器:结构设计更为复杂。为适应高速旋转以及扭矩的快速变化,需采用特殊材料与结构。例如运用非接触式测量原理,像磁电感应式或光电式。这些传感器借助电磁感应或光学原理,在不与旋转部件直接接触的情况下完成扭矩测量,有效减少了磨损与干扰,提升了测量的可靠性与使用寿命,同时能更好地契合动态工作环境。
应用场景
静态扭矩传感器:广泛应用于对静态扭矩测量精度要求较高的领域。在汽车零部件的扭矩装配过程中,可确保螺丝、螺母等连接件达到规定扭矩值,保障装配质量;在材料测试中,可用于分析材料的扭矩特性等。
动态扭矩传感器:主要应用于涉及动态扭矩变化的场景。在发动机、电机的性能测试中,可监测其在不同工况下的扭矩输出;在风力发电、航空航天等领域,可用于监测旋转部件运行过程中的扭矩变化,以便及时察觉故障隐患,确保设备安全稳定运行。
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