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瑞利波旋转扭矩传感器是如何工作的?它的优点有哪些

  Torqsense Transducers利用鲜为人知的瑞利波或表面声波(SAW)现象。这种专利方法允许开发小型传感器,这种传感器不仅非常精确,而且旋转轴与其外壳之间不需要物理接触。

  在SAW型传感器中,通过使交替电压通过两个交错的梳状阵列的端子产生表面波,所述梳状阵列布置在压电基板的一端上。在换能器另一端的类似“接收”阵列将波形转换回电信号。

  产生的波的频率取决于梳状阵列中“齿”的间距,并且当波传播的方向与牙齿成直角时,其长度的任何变化都会改变牙齿的间距,因此运行频率。传感器中的张力会降低工作频率,同时压缩会增加工作频率。

  为了测量轴中的扭矩,两个SAW传感器刚性地连接到与轴成45度的轴,并以“半桥”配置连接。当轴受到扭矩时,输出可以组合以产生分别导致扭矩或温度信号的“差”或“和”信号。

  SAW传感器是独立的,不需要与轴壳体物理连接。相反,信号通过包括两个盘的电容耦合装置进行交换,其中一个盘与轴一起旋转而另一个盘是静止的。

  扭矩测量要求传感器在负载和驱动源之间排成一行。该传感器是有限尺寸的,将影响系统的动态。受影响的最重要的机械参数是惯性和顺应性,将它们保持在低水平将导致更高的固有共振频率,这将使得能够观察到快速的扭矩变化。

  电子接口基于频率变化,而不是电压水平,这提高了噪声的抑制能力,通过工作频率(200 MHz)进一步改善了噪声,并使用了宽带传输线连接技术,可以对亚微秒级的变化作出响应。

  所使用的电子鉴别类型设定可用带宽,可以从低5KHz到超过1MHz,并且远远超过任何机械系统变化。

  Torqsense Transducers的主要优点是

  1出色的敏感度;

  2简单的RF耦合以非接触方式与传感器通信;

  3提高EMC性能;

  4高带宽、高信噪比;

  5频率输出,便于信号处理;

  6坚固耐用的组装,符合性低;

  它的使用成本相对较低,并且所具有的差分系统意味着可以大大降低由于温度引起的误差,安全操作。

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