扭矩传感器在步进电机控制系统中的应用.pdf

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1、2012正仪表技术与传感器2012第7期InstrumentandSensorNO．7扭矩传感器在步进电机控制系统中的应用刘汝斌，程武山(上海工程技术大学，上海201620)摘要：文中介绍了扭矩传感器的结构及其工作原理，详述了扭矩传感器在塑壳式低压断路器智能测控系统中的应用，提出由扭矩传感器、一体化螺丝刀(同心双柔轴机构)、PLC组成的控制系统，实现对一体化螺丝刀的闭环控制，提高了一体化螺丝刀锁紧螺母的控制精度，降低了控制系统的成本，在现场取得了良好的控制效果。关键词：扭矩传感器；扭矩检测；PLC；步进电机

2、；闭环控制中图分类号：TP212．9文献标识码：A文章编号：1002—1841(2012)07—0003—03ApplicationofTorqueSensorinSteppingMotorControlSystemLIURu-bin，CHENGWu·shan(ShanghaiUniversityofEngineeringScience，Shanghai201620，China)Abstract：I'hestructureandworkingprincipleofthetorquesensorwerepre

3、sented，aswellasaspecificationaboutapplicationinintelligentmeasurementandcontrolsystemofmoldedlowpressurebreaker．AclosedloopcontrolsystemWasproposedwhichcomprisedoftorquesensor，integratedscrewdriver(aconcentricflexiblebi—axismechanism)，andPLC．Theclosecontro

4、ltowardin—tegratedscrewdriverwasrealized，whichimprovedcontrollingaccuracyofsteppingmotor，SOaswellreducedthecostofsystem．Inthescene，remarkableresultsareconsequentlyobtained．Keywords：torquesensor；torquedetection；PLC；stepmotor；closedloopcontrol0引盲转角，从而间接测得扭矩。

5、随着现代测控技术的发展，扭矩测量技术已经充分引起国磁电式扭矩传感器又称感应式扭矩传感器，是基于磁感应内外研究机构的重视，成为测试技术的新分支。扭矩是旋转动原理的测量方法，测量时在被测弹性轴上间隔一定距离处各装力机械的重要工作参数，扭矩测量是传动线路中的重要内容之一个齿轮(相差盘)，靠近齿轮沿径向放置一个感应式脉冲发生一也是机械量中的重要组成部分⋯。精确的扭矩测量，在能器。当齿形转轮旋转时，将会在两个脉冲发生器中分别产生正，够为旋转机械的设计提供科学数据的同时，也可以作为检验动弦信号，而外加扭矩与两个正弦信号

6、的相位差成正比。因此，力机械的功率输出是否达到设计值的标准。从而，对动力机械通过检测相位差，经过信号处理电路，即可测量出弹性轴所传的运行状况进行监视和故障报警。通过扭矩分析，可以获得整递的扭矩大小。磁电式扭矩传感器结构及工作原理如图1所个传动系统的性能参数，扭矩测量比其他的力学量测量都要复示[。杂，是一个比较薄弱的环节j。扭矩传感器的主要应用之一是在上紧螺栓时检测扳手的扭矩，以避免螺栓扭矩过大损伤零件或扭矩过小造成机械运行时螺栓螺母脱落的事故。老式低压电器中的双金属片硬度较高、热变形较小，所用低压电器测试台

7、多采用开环控制系统，使调节机构运动至指定位置，对螺栓进行调整后由人工紧固螺母。由此产生的主要问题是螺母锁紧随机性较大，质量难以控图1磁电式扭矩传感器结构制，生产率难以提高。因此，应用智能测试技术对紧固螺母的1．2扭矩的测量扭矩实时测量并调整具有重要的现实意义。相位差的测量一般由信号产生器和测量电路2个部分组1磁电式扭矩传感器的结构及工作原理成，在弹性轴上有两个相同的齿形转轮，信号拾取由线圈和磁1．1结构与工作原理芯构成，齿顶与磁芯间留有微小间隙]。当弹性轴转动时，两扭矩传感器是利用具有机械弹性的被测扭轴在扭

8、矩作用个线圈中分别感应出两个交变电动势U。和+。其中，下产生的弹性变形来测量扭矩。转轴在受转矩后，两截面的相为初相角，它仅与两齿轮相交位置及磁芯相对位置有关。当弹对转角和扭矩成正比。扭矩传感器利用感应式传感技术测量性轴受到扭矩作用时，两信号在相位上相对的改变了△，它与弹性轴扭转角的关系为基金项目：上海市重点攻关资助项目(071105121)；上海市“085”工程资△=№助(JZ0906)收稿日期：2011—08—