扭矩传感器在测力过程中也是有可能会出错的。接下来我们将从测量原理、环境因素、设备自身状况等方面介绍分析扭矩传感器测力过程中导致出错的原因。
测量原理局限性导致的出错可能
应变片式扭矩传感器:这类传感器通过粘贴在弹性轴上的应变片感受扭矩产生的应变,进而转化为电信号来测量扭矩。然而,应变片本身存在一定的非线性特性。在扭矩测量范围的边缘区域,其输出电信号与实际扭矩的线性关系可能出现偏差,导致测量误差。例如,当测量接近传感器量程上限的扭矩时,应变片的非线性可能使测量值比实际扭矩值偏低,从而造成测力出错。
磁电式扭矩传感器:利用磁电感应原理,通过检测与扭矩相关的磁场变化来测量扭矩。但在实际应用中,周围环境中的杂散磁场可能干扰传感器内部的磁场分布。如果附近存在大型电机、变压器等强磁场源,它们产生的杂散磁场可能叠加到传感器的测量磁场中,使得传感器误判扭矩大小,导致测力不准确。
环境因素引发的测力错误
温度影响:扭矩传感器的材料特性会随温度变化而改变。对于金属材质的弹性元件,温度升高时,其弹性模量会下降,导致在相同扭矩作用下,弹性元件的形变量增大,传感器输出的电信号相应增大,从而使测量的扭矩值偏高。例如,在高温工业环境中,如钢铁冶炼车间,温度可高达数百度,若扭矩传感器未进行良好的温度补偿,其测量误差可能会超出允许范围。
湿度影响:高湿度环境可能使传感器内部的电子元件受潮。当电子元件表面吸附水分后,其电气性能会发生变化,如电阻值改变、绝缘性能下降等。这可能导致传感器输出信号不稳定,出现波动或漂移,进而使测力结果出错。在一些沿海地区的工厂,由于空气湿度较大,若扭矩传感器防护措施不到位,就容易受到湿度影响。
设备自身状况导致的测力失误
安装不当:扭矩传感器的安装位置和方式对测量精度影响很大。如果安装时没有保证传感器与被测轴的同轴度,会产生附加弯矩,使传感器测量到的并非单纯的扭矩,而是扭矩与弯矩的复合力。这样测量出的扭矩值将偏离实际值,导致测力错误。例如,在汽车发动机的扭矩测试中,若传感器安装不同轴,可能使测试结果偏差较大,影响对发动机性能的准确评估。
磨损与老化:长期使用后,扭矩传感器的弹性元件可能会出现磨损,表面粗糙度增加,内部微观结构发生变化,导致其弹性性能改变。同时,传感器内部的电子元件也会因长时间工作而老化,性能下降。这些因素都可能导致传感器的测量精度降低,测力过程中出现误差。比如,一些使用多年的工业扭矩传感器,其测量误差逐渐增大,需要定期校准或更换。