科普里驅(qū)動器全新*

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 上海持承自動化設(shè)備有限公司

扭矩傳感器 
扭矩傳感器，（又稱力矩傳感器、扭力傳感器、轉(zhuǎn)

矩傳感器、扭矩儀）分為動態(tài)和靜態(tài)兩大類，其中

動態(tài)扭矩傳感器又可叫做轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳

感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉(zhuǎn)扭矩傳感器等。 扭

矩傳感器是對各種旋轉(zhuǎn)或非旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件上對扭轉(zhuǎn)

力矩感知的檢測。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉(zhuǎn)

換成精確的電信號。扭矩傳感器可以應(yīng)用在制造粘

度計(jì)，電動（氣動，液力）扭力扳手，它具有精度

高，頻響快，可靠性好，壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
中文名 扭矩傳感器 外文名 MRT 又    稱 力矩傳感

器、扭力傳感器 分    類 動態(tài)和靜態(tài) 優(yōu)    點(diǎn) 精度高

，頻響快，可靠性好
目錄
1 基本介紹
2 兩類傳感器
3 高性能無線型
4 電子式
5 應(yīng)用范圍
6 產(chǎn)品信息
? 基本原理
? 產(chǎn)品特點(diǎn)
7 信號傳輸
? 信號輸出
? 信號采集
8 注意事項(xiàng)
9 安裝使用
? 使用環(huán)境
? 安裝方式
10 利與弊
? 發(fā)展趨勢
? 不足之處
基本介紹編輯
扭矩是在旋轉(zhuǎn)動力系統(tǒng)中頻繁涉及到的參數(shù)，為

了檢測旋轉(zhuǎn)扭矩，使用較多的是扭轉(zhuǎn)角相位差式傳

感器。該傳感器是在彈性軸的兩端安裝著兩組齒數(shù)

、形狀及安裝角度*相同的齒輪，在齒輪的外側(cè)

各安裝著一只接近(磁或光)傳感器。當(dāng)彈性軸旋轉(zhuǎn)時

，這兩組傳感器就可以測量出兩組脈沖波，比較這

兩組脈沖波的前后沿的相位差就可以計(jì)算出彈性軸

所承受的扭矩量。該方法的優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩信號

的非接觸傳遞，檢測信號為數(shù)字信號；缺點(diǎn)：體積

較大，不易安裝，低轉(zhuǎn)速時由于脈沖波的前后沿較

緩不易比較，因此低速性能不理想。
扭矩測試比較成熟的檢測手段為應(yīng)變電測技術(shù)，它

具有精度高、頻響快、可靠性好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。 

將的測扭應(yīng)變片用應(yīng)變膠粘貼在被測彈性軸上

，并組成應(yīng)變橋，若向應(yīng)變橋提供工作電源即可測

試該彈性軸受扭的電信號。這就是基本的扭矩傳感

器模式。但是在旋轉(zhuǎn)動力傳遞系統(tǒng)中，棘手的問

題是旋轉(zhuǎn)體上的應(yīng)變橋的橋壓輸入及檢測到的應(yīng)變

信號輸出如何可靠地在旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分之間傳

遞，通常的做法是用導(dǎo)電滑環(huán)來完成。 由于導(dǎo)電滑

環(huán)屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發(fā)

熱，因而限制了旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速及導(dǎo)電滑環(huán)的使用壽

命。并且由于接觸不可靠引起信號波動，從而造成

測量誤差大甚至測量不成功。為了克服導(dǎo)電滑環(huán)的

缺陷，另一個辦法就是采用無線電遙測的方法 :將扭

矩應(yīng)變信號在旋轉(zhuǎn)軸上放大并進(jìn)行V/F轉(zhuǎn)換成頻率信

號，通過載波調(diào)制用無線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上

發(fā)射至軸外，再用無線電接收的方法，就可以得到

旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號。 旋轉(zhuǎn)軸上的能源供應(yīng)是固定在

旋轉(zhuǎn)軸上的電池。該方法即為遙測扭矩儀。
兩類傳感器編輯
非接觸式扭矩傳感器
非接觸式扭矩傳感器輸入軸和輸出軸由扭桿連接起

來，輸入軸上有花鍵，輸出軸上有鍵槽。當(dāng)扭桿受

方向盤的轉(zhuǎn)動力矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)時，輸入軸上的花

鍵和輸出軸上鍵槽之間的相對位置就被改變了。花

鍵和鍵槽的相對位移改變量等于扭轉(zhuǎn)桿的扭轉(zhuǎn)量，

使得花鍵上的磁感強(qiáng)度改變，磁感強(qiáng)度的變化，通

過線圈轉(zhuǎn)化為電壓信號。非接觸扭矩傳感器由于采

用的是非接觸的工作方式，因而壽命長、可靠性高

，不易受到磨損、有更小的延時、 受軸的偏轉(zhuǎn)和軸

向偏移的影響更小，已經(jīng)廣泛用于轎車領(lǐng)域。 [1] 
應(yīng)變片扭矩傳感器
應(yīng)變片傳感器扭矩測量采用應(yīng)變電測技術(shù)。在彈性

軸上粘貼應(yīng)變計(jì)組成測量電橋，當(dāng)彈性軸受扭矩產(chǎn)

生微小變形后引起電橋電阻值變化，應(yīng)變電橋電阻

的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕淖兓瘡亩鴮?shí)現(xiàn)扭矩測量。傳

感器就完成如下的信息轉(zhuǎn)換；傳感器由彈性軸、測

量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。
高性能無線型編輯
高性能無線扭矩傳感器將傳感器與無線通信技術(shù)結(jié)

合在一起，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無線傳輸。扭矩電信號由

單片機(jī)控制的信號處理電路進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換之后

，編碼器將采集到的數(shù)字量編碼傳送給發(fā)射模塊進(jìn)

行發(fā)送。接收模塊接收到數(shù)據(jù)后，解碼器將譯出的

數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)，由LED顯示得到的扭矩?cái)?shù)據(jù)值。

傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)射電路由扭矩傳感器、信號處理

部分、單片機(jī)和無線發(fā)射電路組成。扭矩傳感器將

電阻應(yīng)變片產(chǎn)生的應(yīng)變電信號傳送到信號處理電路

。信號處理部分對傳感器模擬信號提取放大，并進(jìn)

行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。微處理器負(fù)責(zé)控制系統(tǒng)各部分器件的

工作，并對數(shù)字信號進(jìn)行處理。無線發(fā)射電路在微

處理器的控制下，由編碼器將采集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)

行相應(yīng)的編碼和處理，并用發(fā)射模塊發(fā)射出。實(shí)現(xiàn)

無線傳輸。
電子式編輯
電子式扭矩儀是一種針對風(fēng)機(jī)、水泵試驗(yàn)及現(xiàn)場能

效評測的便攜式高性能軸功率測量儀器。電子式扭

矩儀創(chuàng)造性的摒棄了傳統(tǒng)機(jī)電式扭矩傳感器繁瑣、

復(fù)雜、在很多現(xiàn)場環(huán)境下不易實(shí)現(xiàn)的安裝過程，實(shí)

現(xiàn)了風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)效率的實(shí)時測量，監(jiān)測風(fēng)機(jī)、

水泵電機(jī)在使用過程中各環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)，對研究

風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)的使用狀態(tài)提供了實(shí)時、真實(shí)、可

靠的數(shù)據(jù)；避免了因機(jī)電式扭矩傳感器安裝不當(dāng)對

試驗(yàn)結(jié)果造成的影響。
電子式扭矩儀能*取代傳統(tǒng)扭矩傳感器的軸功率

測量功能，并且能獲取風(fēng)機(jī)、水泵電機(jī)的實(shí)時效率

，為風(fēng)機(jī)、水泵機(jī)組節(jié)能提供了嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)評測手

段。
電子式扭矩儀
電子式扭矩儀(3張)
應(yīng)用范圍編輯
扭矩傳感器是一種測量各種扭矩、轉(zhuǎn)速及機(jī)械功率

的精密測量儀器。應(yīng)用范圍十分廣泛，主要用于：
1、電動機(jī)、發(fā)動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)動力設(shè)備輸出扭

矩及功率的檢測；
2、風(fēng)機(jī)、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的

檢測；
3、鐵路機(jī)車、汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、船舶、礦山機(jī)

械中的扭矩及功率的檢測；
4、可用于污水處理系統(tǒng)中的扭矩及功率的檢測；
5、可用于制造粘度計(jì)；
6、可用于過程工業(yè)和流程工業(yè)中；
7、可以應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室，測試部門以及生產(chǎn)監(jiān)控和質(zhì)

量控制；
產(chǎn)品信息編輯
基本原理
扭矩的測量：采用應(yīng)變片電測技術(shù)，在彈性軸上組

成應(yīng)變橋。如圖1所示：

產(chǎn)品特點(diǎn)
1.信號輸出可任意選擇波形─方波或脈沖波。
2.檢測精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)。
3.不需反復(fù)調(diào)零即可；連續(xù)測量正反扭矩。
4.即可測量靜止扭矩，也可測量動態(tài)扭矩。
5.體積小、重傳感器可脫離二次儀表獨(dú)立使用，只要

按插座針號提供 +15V，-15V（200mA）的電源，

即可輸出阻抗與扭矩成正比的等方波或脈沖波頻率

信號。量輕、易于安裝。
6.測量范圍： 0—10000Nm標(biāo)準(zhǔn)可選, 非標(biāo)準(zhǔn)2萬

Nm、3萬Nm、5萬Nm、8萬Nm、10萬Nm，特殊

量程可定制。
信號傳輸編輯
信號輸出
· 方波信號、脈沖信號。
· 扭矩傳感器的標(biāo)準(zhǔn)信號輸出是頻率信號，即5-

15KHz；為了適應(yīng)客戶需求，無需外置模塊，與原

始輸出電路整合設(shè)計(jì)直接輸出4-20mA、0-20mA、

1-5V、0-5V模擬信號，方便客戶采。
2、扭矩信號處理形式：
· 扭矩傳感器輸出的頻率信號送到頻率計(jì)或數(shù)字表，

直接讀取與扭矩成正比的頻率信號或電壓、電流信

號。
· 扭矩傳感器的扭矩與頻率信號送給單片機(jī)二次儀表

，直接顯示實(shí)時扭矩值、轉(zhuǎn)速及輸出功率值及 

RS232通訊信號。
· 直接將扭矩與轉(zhuǎn)速的頻率信號送給計(jì)算機(jī)或 PLD進(jìn)

行處理。 [1] 
信號采集
頻率輸出信號的信號采集頻率信號輸出時，與后續(xù)

的信號采集設(shè)備的建議接口電路如圖所示
頻率信號采集
頻率信號采集
電流或電壓輸出信號的信號采集如圖所示。
電流電壓信號采集
電流電壓信號采集
注意事項(xiàng)編輯
1.安裝時，不能帶電操作，切莫直接敲打、碰撞傳感

器。
2.聯(lián)軸器的緊固螺栓應(yīng)擰緊 ,聯(lián)軸器的外面應(yīng)加防護(hù)

罩，避免人身傷害。
3.信號線輸 出不得對地 ,對電源短路,輸出電流不大于

10mA· 屏蔽電纜線的屏蔽層必須與 +15V電源的公

共端（電源地）連接。
安裝使用編輯
使用環(huán)境
扭矩傳感器應(yīng)安裝在環(huán)境溫度為0℃ ～ 60℃，相對

濕度小于90%，無易燃、易爆品的環(huán)境里。不宜安

裝在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中。
安裝方式
(1) 水平安裝:如圖11所示:

(2) 垂直安裝:圖12所示:

3、連接方式： 扭矩傳感器與動力設(shè)備、負(fù)載設(shè)備之

間的連接
（1）彈性柱銷聯(lián)軸器連接如圖13所示，此種連接方

式結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，維護(hù)方便。能夠微量補(bǔ)償

安裝誤差造成的軸的相對偏移，同時能起到輕微減

振的作用。適用于中等載荷、起動頻繁的高低速運(yùn)

轉(zhuǎn)場合，工作溫度為-20-70℃。

（2）剛性聯(lián)軸器連接如圖14所示，這種連接形式結(jié)

構(gòu)簡單，成本低，無補(bǔ)償性能，不能緩沖減振，對

兩軸的安裝精度較高。用于振動很小的工況條件。

4、安裝要求：
（1） 扭矩傳感器可水平安裝，也可垂直安裝。
（2） 如圖11、12所示，動力設(shè)備、傳感器、負(fù)載

設(shè)備應(yīng)安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，以避免過大的震動，

否則可能發(fā)生數(shù)據(jù)不穩(wěn)，降低測量精度，甚至損壞

傳感器。
（3） 采用彈性柱銷聯(lián)軸器或剛性聯(lián)軸器連接。
（4） 動力設(shè)備、傳感器、負(fù)載設(shè)備軸線的同心度應(yīng)

小于Φ0.05mm。
利與弊編輯
發(fā)展趨勢
隨著自控系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，對扭矩傳感器的

精度、可靠性和響應(yīng)速度提出了更高的要求。扭矩

傳感器正呈現(xiàn)以下的發(fā)展趨勢：
1、測試系統(tǒng)向微型化數(shù)字化、智能化、虛擬化和網(wǎng)

絡(luò)化方向發(fā)展；
2、從單功能向多功能發(fā)展，包括自補(bǔ)償、自修正、

自適應(yīng)、自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定、狀態(tài)組合、信息存儲

和記憶；
3、向著小型化、集成化方向發(fā)展。傳感器的檢測部

分可以通過結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)小型化，

IC部分可以整合盡可能多的半導(dǎo)體部件、電阻到一

個單獨(dú)的IC部件上，減少外部部件的數(shù)量；
4、由靜態(tài)測試向動態(tài)在線檢測方向發(fā)展；
不足之處
遙測扭矩儀成功之處在于克服了電滑環(huán)的兩項(xiàng)缺陷

，但也存在著三個不足之處，
其一：易受使用現(xiàn)場電磁波的干擾；
其二：由于是電池供電，所以只能短期使用；
其三：由于在旋轉(zhuǎn)軸上附加了結(jié)構(gòu)，易引起高轉(zhuǎn)速

時的動平衡問題，在小量程及小直徑軸時更突出；
數(shù)字式扭矩傳感器吸取了上述各種方法的優(yōu)點(diǎn)并克

服了其缺陷，在應(yīng)變傳感器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了兩組旋

轉(zhuǎn)變壓器，實(shí)現(xiàn)了能源及信號的非接觸傳遞。并做

到了扭矩信號的傳遞與是否旋轉(zhuǎn)無關(guān)，與轉(zhuǎn)速大小

無關(guān)，與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān)。
上海持承隨時歡迎您的來電查詢，如需選型請及時

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Copley l中國代理商-上海持承自動化設(shè)

備
Copley  Corporation 為工業(yè)控制領(lǐng)域提供

高效運(yùn)動控制解決方案，涉及半導(dǎo)體、生命科學(xué)、

自動化生產(chǎn)線、測試測量和包裝行業(yè)。Copley公司

總部設(shè)在美國，電機(jī)工廠在英國。Copley公司在與

OEM伙伴合作方面已有二十多年的經(jīng)驗(yàn)。我們

領(lǐng)域內(nèi)的業(yè)務(wù)主要由分布在美國、英國、亞洲的銷

售和當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)人員進(jìn)行支持。
Xenus：數(shù)字式CANopen驅(qū)動器 適配有刷、無刷直

流電機(jī)
輸入電流100-240VAC  
持續(xù)電流：6~20A 
控制方式：脈沖+方向、PWM速度/電流控制、10v

速度/電流 ；
反饋接口：編碼器、模擬量編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、

編碼器；
相關(guān)型號：
Xenus標(biāo)準(zhǔn)型:
XSL-230-18、
XSL-230-36
XSL-230-40
Xenus旋轉(zhuǎn)變壓器反饋型：
XSL-230-18-R
XSL-230-36-R
XSL-230-40-R
Accelnet：數(shù)字式CANopen驅(qū)動器 適配無刷、有

刷直流電機(jī)
輸入電流：20-180VDC  
持續(xù)電流：3~12A 
控制方式：脈沖+方向、PWM速度/電流控制、10v

速度/電流 ；
反饋接口：編碼器；
相關(guān)型號：
Acelnet面板式： 
ACP-055-18
ACP-090-09
ACP-090-18
ACP-090-36
ACP-180-09   818
ACP-180-18
Acelnet  Micro 面板式： 
ACJ-055-09
ACJ-055-18
ACJ-090-18
ACJ-090-03
ACJ-090-09
ACJ-090-18
Accelnet PCB模塊式：
ACM-055-18
ACM-090-09
ACM-180-09
ACM-180-18
ACM-180-20
Mic.PCB 模塊式：
ACK-055-06
ACK-090-04
Junus：數(shù)字式驅(qū)動器 適配有刷直流電機(jī)
輸入電流：20-180VDC  
持續(xù)電流：5~15A 
控制方式： PWM速度/電流控制、10v速度/電流 ；
反饋接口：反電動勢；
相關(guān)型號：
JSP-090-10
JSP-090-20
JSP-180-10
JSP-180-20    
Stepnet: 數(shù)字式CANopen驅(qū)動器 適配步進(jìn)電機(jī)
輸入電流 VAC、VDC  
持續(xù)電流：2~10A 
控制方式：脈沖+方向、PWM速度/電流控制、10v

速度/電流 ；
反饋接口：編碼器；
相關(guān)型號：Stepnet面板式：
STP-075-07              以下中國供應(yīng)商已發(fā)
Stepnet PCB模塊式：
STM-075-07
Stepnet Micro PCB模塊式： 
STL-055-04
STL-075-03
Accelus：數(shù)字式驅(qū)動器 適配無刷、有刷直流電機(jī)
輸入電流20-180VDC  
持續(xù)電流：3~12A 
控制方式：脈沖+方向、PWM速度/電流控制、10v

速度/電流；
反饋接口：編碼器；
相關(guān)型號：Accelus面板式 
ASP-055-18
ASP-090-09
ASP-090-18
ASP-090-36
ASP-180-09
ASP-180-18
Accelus卡式 
ASC-055-18
ASC-090-09
COPLEY驅(qū)動器
ACJ-055-18
XENUS系列 100-240VAC
XTL-230-18
XTL-230-36
XTL-230-40
XSJ-230-02
XSJ-230-06
XSJ-230-10
XPL-230-18
XPL-230-36
XPL-230-40
XEL-230-18
XEL-230-36
XEL-230-40
ACCEINET  20-55VDC 20-90VDC 20-180VDC
ADP-055-18
ADP-090-09
ADP-090-18
ADP-090-36
ADP-180-09
ADP-180-18
ACJ-055-09 
ACJ-055-18
ACJ-090-03
ACJ-090-09
ACJ-090-12
ACM-055-18
ACM-090-09
ACM-090-24
ACM-180-09
ACM-180-18
ACM-180-20
ACK-055-06
ACK-055-10
ACK-090-04  機(jī)電之家
ACK-090-08
AEP-055-18
AEP-090-09  產(chǎn)品
AEP-090-18
AEP-090-36
AEP-180-09
AEP-180-18
APM-090-06
APM-090-14
APM-090-24
AEM-090-06
AEM-090-14
AEM-090-24
AP2-090-06
AP2-090-14
AE2-090-06
AE2-090-14
STEPNET系列
STX-115-07   100-120VAC  100-230VAC
STX-230-07
STP-075-07  20-75VDC
STP-075-10
STM-075-07 20-75VDC
STL-055-04 20-55VDC
STL-075-03
ST3-055-04  20-55
SPM090-07
SEM-090-07  產(chǎn)品網(wǎng)
SP2-090-07
SE2-090-07
XML-230-18
XML-230-36
XML-230-40
AMP-055-18
AMP-090-09
AMP-090-18
AMP-090-36
AMP-180-09
AMP-180-18
ASP-055-18
ASP-090-09
ASP-090-18
ASP-090-36
ASP-180-09
ASP-180-18
ASC-055-18
ASC-090-09
JSP-090-10
JSP-090-20
JSP-180-10
JSP-180-20
JSP-180-30
模擬驅(qū)動器
7225AC
7425AC
直流供電無刷驅(qū)動器
BTM-055-20
BTM-090-10
503
直流供電有刷驅(qū)動器
412CE
413CE
421CE
422CE
執(zhí)行器
STA11
STA25
XTA38
直線電機(jī)
STB11
STB25
XTB38
模組
ST11  MODULE
ST25
XT38
冷卻器
XHB3804
XHB3810
PCI卡
CAN-IPM-01
CAN-PCI-02