토크 트랜스듀서의 작동 원리

다른 많은 종류의 센서와 마찬가지로 토크 트랜스듀서는 측정에 스트레인 게이지 기술을 사용합니다. 센서는 스트레인 게이지 (SG)가 장착된 측정 본체 (일반적으로 금속)로 구성됩니다. 이들은 얇은 호일과 호일에 단단히 연결된 전기 도체로 구성됩니다. 호일 (따라서 도체)의 모양이 변함에 따라 전기 저항도 변합니다. 이는 현재 SG에 얼마나 많은 부하가 작용하고 있는지를 보여줍니다.

외부 하중이 센서에 작용하면 스트레인 게이지가 스프링 요소처럼 변형되어 측정을 시작할 수 있습니다. 이는 토크 트랜스듀서뿐만 아니라 로드셀, 힘 센서 및 기타 유형의 센서에도 적용됩니다. 그러나 토크 센서에는 몇 가지 특수 기능이 있습니다.

로드셀이나 힘 트랜스듀서와 달리 토크 트랜스듀서의 측정 바디는 사용 시 인장이나 압축의 영향을 받지 않고 비틀림의 영향을 받습니다. 센서는 하나 또는 두 개의 반대 방향에서 작용하는 힘이 아니라 레버 힘 또는 토크에 노출됩니다. 따라서 토크 센서에는 이러한 유형의 하중, 즉 비틀림을 매우 잘 기록 할 수있는 특수 스트레인 게이지도 장착되어 있습니다. 두 가지 일반적인 토크 트랜스듀서 설계는 측정 샤프트와 측정 플랜지입니다.

측정 샤프트는 샤프트로 구성되며 샤프트는 속이 비어 있을 수도 있습니다. SG는 여기에 장착됩니다. 예를 들어 버전에 따라 중앙의 테이퍼 부분에 장착되는 경우도 있습니다. 샤프트는 하우징으로 둘러싸여 있습니다. 하우징 또는 stator가 고정되는 동안 샤프트 또는 로터가 움직입니다. 두 부품 모두 마찰이 적은 제로 플레이 베어링으로 상호 연결됩니다. 트랜스듀서는 샤프트의 양단에 있는 허브형 클램프를 통해 구조 또는 테스트 벤치에 통합될 수 있습니다. 다양한 모양과 크기로 제공됩니다.

측정 플랜지는 기본적으로 측정 샤프트와 구조가 비슷하지만 모양이 완전히 다릅니다. 그것도 매우 짧지만 대부분 속이 빈 샤프트로 구성됩니다. 플랜지는 샤프트의 양쪽 끝에 있습니다. 이를 통해 나사형 연결을 통해 트랜스듀서를 구조 또는 테스트 벤치에 통합할 수 있습니다. 측정 플랜지는 또한 로터와 stator로 구성됩니다. 그러나 측정 샤프트와 달리 로터는 하우징에 완전히 밀폐되어 있지 않습니다. 따라서 로터가 측정 섹션에 단단히 설치되어 있기 때문에 베어링 조립이 필요하지 않습니다.

토크를 측정할 때 트랜스듀서가 항상 회전하는 것은 아닙니다. 비회전 설정의 일반적인 예로는 표준 테스트 기계 및 믹서 측정이 있습니다. 후자의 경우, 트랜스듀서는 전기 모터의 하우징에 의해지지되고 구동 샤프트는 센서의 중앙 구멍을 통해 흐릅니다.

대부분의 응용 분야에서 센서는 시험편과 동력계 사이의 회전 구동계의 일부입니다. 예를 들어 표본은 내연 기관, 기어 박스 또는 전기 모터가 될 수 있습니다.

토크는 정적 또는 동적으로 측정할 수 있습니다. 동적 측정의 예로는 회전 요소가 지속적으로 가속 된 다음 감속 (또는 '제동')될 때 또는 내연 기관의 파워 스트로크를 통해 생성되는 맥동 토크가 있습니다. 또한 동적 토크는 회전없이 완전히 발생할 수도 있습니다. 그러나 엔진 테스트 벤치 (내연 기관 또는 전기 모터)와 같은 대부분의 응용 분야에서는 회전과 관련하여 동적 토크가 발생합니다.