扭矩轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理主要有以下幾種方式。

一是由扭力軸、磁檢測器、轉(zhuǎn)筒及殼體等構(gòu)成。磁檢測器包含配對的兩組內(nèi)、外齒輪，永久磁鋼和感應(yīng)線圈。外齒輪在扭力軸測量段兩端，內(nèi)齒輪在轉(zhuǎn)筒內(nèi)與外齒輪相對，永久磁鋼緊接內(nèi)齒輪裝在轉(zhuǎn)筒內(nèi)，它們構(gòu)成環(huán)狀閉合磁路，感應(yīng)線圈固定在殼體兩端蓋內(nèi)。驅(qū)動電機帶動時，內(nèi)齒輪隨轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外齒輪相對轉(zhuǎn)動，齒頂與齒槽交替，工作氣隙周期變化，磁路的磁阻和磁通也相應(yīng)周期變化，使線圈中感應(yīng)出近似正弦波的電壓訊號，其電壓瞬時值變化與內(nèi)外齒輪相對位置一致。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(nèi)齒輪投影重合，而扭力軸上外齒輪錯動半個齒，所以兩個電壓訊號有半個周期相位差。當扭力軸受扭矩產(chǎn)生扭角，外齒輪錯位角改變，兩個電壓訊號相差角也改變，扭角變化與扭矩成正比，將傳感器的兩個電壓訊號輸入 TR -1 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測量儀，經(jīng)放大、整形、檢相、變換成計數(shù)脈沖，然后計數(shù)和顯示，就能直接讀出扭矩和轉(zhuǎn)速測量結(jié)果。

二是通過彈性軸、兩組磁電信號發(fā)生器，把被測轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換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與軸轉(zhuǎn)速成正比，相位差變化部分與被測轉(zhuǎn)矩成正比。在彈性軸兩端有信號齒輪，上方有信號線圈和磁鋼，當信號齒輪隨軸轉(zhuǎn)動，齒頂及齒谷交替掃過磁鋼底部，使氣隙磁導周期性變化，線圈內(nèi)磁通量也周期性變化，從而感生出近似正弦波交流電信號，可用于測量轉(zhuǎn)速。彈性軸受扭時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形，使兩組交流電信號相位差發(fā)生變化，在彈性變形范圍內(nèi)，相位差變化絕對值與轉(zhuǎn)矩大小成正比。把這兩組交流電信號用專用屏蔽電纜線送入扭矩測量儀或扭矩卡送入計算機，可得轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及功率精確值。

三是基于電阻應(yīng)變計的電阻 - 應(yīng)變效應(yīng)工作，其作用原理類似電位器，兩個輸入端子連接到電控單元的 VCC 和 GND 端口，分別為 + 5V 和 0V，實現(xiàn)扭矩測量。另外，扭矩傳感器具有很多特點，比如既可以測量靜止扭矩，也可以測量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩；既可以測量靜態(tài)扭矩，也可以測量動態(tài)扭矩；檢測精度高，穩(wěn)定性好，抗干擾性強；體積小，重量輕，多種安裝結(jié)構(gòu)，易于安裝使用；不需反復調(diào)零即可連續(xù)測量正反轉(zhuǎn)扭矩；沒有導電環(huán)等磨損件，可以高轉(zhuǎn)速長時間運行；傳感器輸出高電平頻率信號可直接送計算機處理；測量彈性體強度大可承受 100%的過載。其測量原理是將專用的測扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測彈性軸上并組成應(yīng)變橋，向應(yīng)變橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號。將該應(yīng)變信號放大后，經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號。本系統(tǒng)的能源輸入及信號輸出是由兩組帶間隙的特殊環(huán)型變壓器承擔的，因此實現(xiàn)了無接觸的能源及信號傳遞功能。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）