Anwendungen des dynamischen Drehmomentsensors

Dynamische Drehmomentsensoren nutzen das Prinzip der Dehnungsmessung, um die durch Drehmoment verursachte Verformung in elektrische Signale umzuwandeln, wodurch eine genaue Messung des Drehmoments bei rotierenden Antriebsmaschinen ermöglicht wird.

A dynamischer Drehmomentsensor , auch bekannt als Drehmomentsensor oder berührungsloser Drehmomentsensor, ist ein Präzisionsinstrument zur Messung des Drehmoments, der Drehzahl und der mechanischen Leistung von rotierenden Antriebsmaschinen. Seine Anwendungen umfassen die Prüfung von rotierenden Antriebsmaschinen wie Motoren, Motoren und Verbrennungsmotoren; die Drehmoment- und Leistungsprüfung von Ventilatoren, Pumpen, Getrieben und Drehmomentschlüsseln; sowie Bereiche wie Eisenbahnlokomotiven, Automobile, Schiffe, Bergbaumaschinen, Abwasserbehandlungsanlagen, Viskosimeter-Herstellung und verfahrenstechnische Industrien.

Dieser Sensor verwendet die elektrische Messmethode mit Dehnungsmessstreifen und wandelt Torsionsdehnung in elektrische Signale um, indem ein Dehnungsmessbrücke verwendet wird, die aus einer elastischen Welle besteht. Anschließend werden Frequenzsignale nach der Umwandlung von Druck zu Frequenz ausgegeben. Der Messbereich umfasst einen Standardbereich von 0–10.000 Nm und kann auf bis zu 200.000 Nm kundenspezifisch angepasst werden, mit einem Fehler von weniger als 0,2 % F.S. Er unterstützt sowohl statische als auch dynamische Drehmomentmessungen, und die Ausgangssignale umfassen Frequenz-, Strom-, Spannungs- und digitale Größen. Der Sensor zeichnet sich durch keine Notwendigkeit einer Nullpunkteinstellung, starke Störfestigkeit und kompakte Bauform aus. Zu den Kerntechnologietypen gehören der Dehnungsmessstreifen-Typ, der Phasendifferenz-Typ und der magnetoreluktive Typ.

Während der Installation ist es notwendig, starke elektromagnetische Störungen zu vermeiden, und die Umgebungstemperatur sollte im Bereich von 0–60 °C gehalten werden. Die Wartung erfordert eine jährliche Schmierung, und die Verwendung von starren/flexiblen Bolzenkupplungen wird empfohlen, um die Messgenauigkeit zu verbessern.

Arbeitsprinzip
Das Kernprinzip der dynamischer Drehmomentsensor basiert auf der Dehnungsmessstreifen-Technologie. Wenn mechanische Bauteile (wie Wellen) einem Drehmoment ausgesetzt sind, verformen sie sich geringfügig, was zu Widerstandsänderungen an den Dehnungsmessstreifen führt. Die Dehnungsmessstreifen sind in der Regel auf der Torsionswelle des Sensors befestigt und können das Drehmoment der Welle direkt messen. Der Vorgang erfolgt wie folgt:
- Erfassung durch Dehnungsmessstreifen: Der Sensor enthält einen oder mehrere Dehnungsmessstreifen, die in einer Brückenschaltung (wie einer Wheatstone-Brücke) verbunden sind und in der Lage ist, Widerstandsänderungen, die durch das Drehmoment verursacht werden, präzise zu erfassen.
- Signalumwandlung: Die Änderungen des Widerstands werden in entsprechende Spannungssignale umgewandelt. Diese Signale werden anschließend verstärkt, gefiltert und verarbeitet, um ein elektrisches Signal auszugeben, das proportional zum Drehmoment ist.
- Signalausgabe: Das Ausgabesignal kann verschiedene Formen annehmen, wie Frequenz, Strom oder Spannung, und zeichnet sich durch hohe Genauigkeit, gute Stabilität und starke Störfestigkeit aus.

Strukturkomponenten
Dynamische Drehmomentsensoren bestehen hauptsächlich aus folgenden Teilen:
- Messteil: Dies ist der Kern des Sensors, typischerweise aus hochelastischen, hochfesten Materialien gefertigt, die erheblichen Belastungen standhalten können, ohne dauerhafte Verformungen zu erfahren.
- Signalverarbeitungseinheit: Diese umfasst einen Signalverstärker, Filter und Analog-Digital-Wandler, die die schwachen Signale verarbeiten, die von den Dehnungsmessstreifen ausgegeben werden.
- Datentransmissionmodul: Überträgt die verarbeiteten Signale an Anzeige- oder Aufzeichnungsgeräte.

Anwendungen
Dynamischer Drehmomentsensor werden häufig zur Drehmoment- und Leistungserfassung bei rotierenden Antriebsmaschinen wie Elektromotoren, Motoren und Verbrennungsmotoren eingesetzt. Sie sind für zahlreiche Bereiche geeignet, darunter Automobilindustrie, Schifffahrt, Bergbaumaschinen und Abwasserbehandlungsanlagen. Außerdem spielen sie in der Industrie und in verfahrenstechnischen Anlagen eine wichtige Rolle, indem sie zur Verbesserung der Effizienz und Leistung von Geräten beitragen.

Aus der obigen Einführung in Prinzipien und Strukturen ist klar, dass dynamische Drehmomentsensoren in der modernen Industrie eine bedeutende Rolle spielen und breite Anwendungen finden.