轉矩轉速傳感器的工作原理是什么

轉矩轉速傳感器的工作原理是這樣的。

它主要由扭力軸、磁檢測器、轉筒及殼體四部分構成。磁檢測器有配對的兩組內、外齒輪，永久磁鋼和感應線圈。

基本原理就是通過彈性軸和兩組磁電信號發生器，把被測轉矩、轉速變成有相位差的兩組交流電信號。這兩組交流電信號頻率相同且和軸轉速成正比，相位差變化部分又跟被測轉矩成正比。

彈性軸兩端有兩只信號齒輪，上方各有一組信號線圈，里面都有磁鋼，跟信號齒輪組成磁電信號發生器。信號齒輪隨彈性軸轉動，因齒頂和齒谷交替掃過磁鋼底部，氣隙磁導周期性變化，線圈內磁通量也周期性變，就感生出近似正弦波的交流電信號。

這兩組交流電信號能測轉速，因為頻率和轉速成正比。它們之間相位和安裝位置、扭矩大小及方向有關。軸不受扭時，初始相位差約 180 度。受扭時，相位差變化絕對值和轉矩大小成正比。

外齒輪在扭力軸兩端，內齒輪與外齒輪相對在轉筒內，永久磁鋼挨著內齒輪形成環狀閉合磁路。驅動電機帶動內齒輪旋轉，內外齒輪相對旋轉導致齒頂和齒槽交替，產生周期性變化，在線圈中感應出近似正弦波電壓信號，兩電壓信號有半個周期相位差。

扭力軸受扭矩產生扭角，兩電壓信號相位差變化，實現扭矩和轉速測量。傳感器感應的電壓信號輸入到 TR-1 轉矩轉速功率測量儀，經過放大、整形、檢相、變換成計數脈沖，然后計數顯示，能直接讀出扭矩和轉速測量結果。

內外齒輪是變位齒輪，不齒合有工作氣隙，相對轉動一個齒位，工作氣隙周期變化，磁路磁阻和磁通也相應周期變，所以線圈中感應出近似正弦波電壓訊號，訊號電壓瞬時值變化和內外齒輪相對位置變化一致。

兩組檢測器齒輪投影重合時，兩組電壓訊號相位差為零。安裝時，內齒輪投影重合，外齒輪錯動半個齒，有半個周期初始相位差。當扭力軸受扭矩產生扭角，兩只外齒輪錯位角變了，兩個電壓訊號相差角也變。扭角和扭矩成正比，相位差角變化和扭矩成正比。

將傳感器兩個電壓訊號輸入測量儀，經過處理就能直接讀出扭矩和轉速測量結果。這種磁電轉換、相位差原理和數字顯示的測量方法，能穩定、可靠、快速、靈敏高精度測量。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯網）