轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理是這樣的。

它主要由扭力軸、磁檢測(cè)器、轉(zhuǎn)筒及殼體四部分構(gòu)成。磁檢測(cè)器有配對(duì)的兩組內(nèi)、外齒輪，永久磁鋼和感應(yīng)線圈。

基本原理就是通過(guò)彈性軸和兩組磁電信號(hào)發(fā)生器，把被測(cè)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速變成有相位差的兩組交流電信號(hào)。這兩組交流電信號(hào)頻率相同且和軸轉(zhuǎn)速成正比，相位差變化部分又跟被測(cè)轉(zhuǎn)矩成正比。

彈性軸兩端有兩只信號(hào)齒輪，上方各有一組信號(hào)線圈，里面都有磁鋼，跟信號(hào)齒輪組成磁電信號(hào)發(fā)生器。信號(hào)齒輪隨彈性軸轉(zhuǎn)動(dòng)，因齒頂和齒谷交替掃過(guò)磁鋼底部，氣隙磁導(dǎo)周期性變化，線圈內(nèi)磁通量也周期性變，就感生出近似正弦波的交流電信號(hào)。

這兩組交流電信號(hào)能測(cè)轉(zhuǎn)速，因?yàn)轭l率和轉(zhuǎn)速成正比。它們之間相位和安裝位置、扭矩大小及方向有關(guān)。軸不受扭時(shí)，初始相位差約 180 度。受扭時(shí)，相位差變化絕對(duì)值和轉(zhuǎn)矩大小成正比。

外齒輪在扭力軸兩端，內(nèi)齒輪與外齒輪相對(duì)在轉(zhuǎn)筒內(nèi)，永久磁鋼挨著內(nèi)齒輪形成環(huán)狀閉合磁路。驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)，內(nèi)外齒輪相對(duì)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致齒頂和齒槽交替，產(chǎn)生周期性變化，在線圈中感應(yīng)出近似正弦波電壓信號(hào)，兩電壓信號(hào)有半個(gè)周期相位差。

扭力軸受扭矩產(chǎn)生扭角，兩電壓信號(hào)相位差變化，實(shí)現(xiàn)扭矩和轉(zhuǎn)速測(cè)量。傳感器感應(yīng)的電壓信號(hào)輸入到 TR-1 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測(cè)量?jī)x，經(jīng)過(guò)放大、整形、檢相、變換成計(jì)數(shù)脈沖，然后計(jì)數(shù)顯示，能直接讀出扭矩和轉(zhuǎn)速測(cè)量結(jié)果。

內(nèi)外齒輪是變位齒輪，不齒合有工作氣隙，相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒位，工作氣隙周期變化，磁路磁阻和磁通也相應(yīng)周期變，所以線圈中感應(yīng)出近似正弦波電壓訊號(hào)，訊號(hào)電壓瞬時(shí)值變化和內(nèi)外齒輪相對(duì)位置變化一致。

兩組檢測(cè)器齒輪投影重合時(shí)，兩組電壓訊號(hào)相位差為零。安裝時(shí)，內(nèi)齒輪投影重合，外齒輪錯(cuò)動(dòng)半個(gè)齒，有半個(gè)周期初始相位差。當(dāng)扭力軸受扭矩產(chǎn)生扭角，兩只外齒輪錯(cuò)位角變了，兩個(gè)電壓訊號(hào)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(gè)電壓訊號(hào)輸入測(cè)量?jī)x，經(jīng)過(guò)處理就能直接讀出扭矩和轉(zhuǎn)速測(cè)量結(jié)果。這種磁電轉(zhuǎn)換、相位差原理和數(shù)字顯示的測(cè)量方法，能穩(wěn)定、可靠、快速、靈敏高精度測(cè)量。

（圖/文/攝：太平洋汽車(chē) 整理于互聯(lián)網(wǎng)）