CL-YB-13 磁彈性式力矩傳感器的信號轉(zhuǎn)換原理是什么

磁彈性式力矩傳感器的信號轉(zhuǎn)換原理基于磁彈性效應，其核心是通過檢測鐵磁材料在扭矩作用下磁導率的變化來反映扭矩值，具體原理如下：

磁彈性效應基礎(chǔ)：鐵磁材料在受到外力或扭矩作用時，內(nèi)部晶格發(fā)生畸變，產(chǎn)生應力，使材料內(nèi)部磁疇之間的界限移動，導致磁化強度變化。當鐵磁材料的軸置于磁場中并施加扭矩時，材料的磁化強度變化表現(xiàn)為磁導率的變化。

傳感器結(jié)構(gòu)與工作過程：

結(jié)構(gòu)組成：磁彈性扭矩傳感器通常包括套在軸上的磁端、激磁線圈和測量線圈等部分。例如，有的傳感器鐵心是兩個互相垂直交叉放置的Ⅱ型鐵心，順軸線放置的鐵心繞有激磁線圈，垂直于軸線方向放置的鐵心繞有測量線圈，兩個鐵心與被測軸表面之間分別有一個小間隙，它們與被測軸共同組成一個閉合磁路。

工作過程：當激磁繞組通以交流電產(chǎn)生交變磁通時，在被測軸表面形成磁場。當被測軸不承受轉(zhuǎn)矩作用時，軸表面導磁性能為各向同性，磁橋平衡，沒有信號輸出。當被測軸承受轉(zhuǎn)矩作用時，在軸表面與軸線成45°方向上產(chǎn)生互相垂直的拉應力和壓應力，軸表面導磁性能發(fā)生變化，勵磁繞組在軸表面產(chǎn)生的磁場發(fā)生歪扭，等磁位線移動，導致測量線圈中有磁通通過，從而產(chǎn)生感應電勢。當轉(zhuǎn)矩的作用方向改變時，磁力線的分布圖形向相反的方向扭變，通過裝有測量繞組的鐵心中的磁通相位改變180°，感應電勢的相位也改變180°。

信號轉(zhuǎn)換與輸出：

信息變換過程：扭矩（T）作用于被測軸，引起被測軸表面正應力變化量（Δσ），進而導致被測軸磁導率的變化量（Δμ），磁導率變化又引起被測軸磁阻的變化量（ΔRm），轉(zhuǎn)化為檢驗線圈中磁通量的變化，輸出電壓的變化量（ΔV）與扭矩成正比，即T→Δσ→Δμ→ΔRm→ΔV。

輸出信號特點：傳感器輸出與扭矩成正比的電壓信號，由于多個線圈串聯(lián)，輸出電壓較高，功率也較大，可達幾個毫瓦的數(shù)量級，可直接驅(qū)動指示儀表或記錄儀表。