RT9261-41PX由圖9-76可見(jiàn),每一個(gè)轉(zhuǎn)速探頭有二塊永久磁鐵和三個(gè)磁極組成,在中間磁極上套一個(gè)輸出線(xiàn)圈,構(gòu)成一個(gè)永磁電壓脈沖發(fā)生器。在結(jié)構(gòu)上使得相鄰磁極之間的距離正好等于聲輪(齒輪)的齒距。永久磁鐵所產(chǎn)生的磁通通過(guò)聲輪構(gòu)成閉合的磁路。整個(gè)探頭封裝在聚酰亞胺固化的玻璃纖維(絕熱絕緣材料)模制件里面。

極靴聲輪安裝在壓氣機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上并隨軸一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)聲輪的齒正好轉(zhuǎn)到與磁極對(duì)準(zhǔn)時(shí),磁極與聲輪之間的氣隙最小,磁路的磁阻最小,使得通過(guò)線(xiàn)圈的磁通最大;當(dāng)聲輪的齒轉(zhuǎn)到兩磁極之間時(shí),磁極與聲輪之間的氣隙最大,磁路的磁阻也最大,使得通過(guò)氣隙的磁通最小。隨著聲輪的旋轉(zhuǎn),通過(guò)線(xiàn)圈的磁通不斷在最大值和最小值之間交替變化。于是線(xiàn)圈兩端便不斷地輸出電壓脈沖。脈沖的頻率等于聲輪的齒轉(zhuǎn)過(guò)磁極的速度,即正比于在軸上安裝聲輪的壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)速。

聲輪電渦流轉(zhuǎn)速計(jì),RB211發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量探頭示意圖,在旋轉(zhuǎn)體上加工或加裝一個(gè)如圖9-77所示的形狀的金屬體,旁邊安裝一個(gè)電渦流傳感器。當(dāng)旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)時(shí),由于傳感器線(xiàn)圈與導(dǎo)體平面之間間隙不斷變化,引起渦流效應(yīng)的變化。從而導(dǎo)致線(xiàn)圈電感、阻抗和品質(zhì)因數(shù)周期地變化,由此引起傳感器的輸出信號(hào)(電壓信號(hào))周期性地變化。再將輸出電壓經(jīng)放大整形后接入頻率計(jì),指示出脈沖數(shù)。該脈沖數(shù)與轉(zhuǎn)速有關(guān),可按下式應(yīng)變式扭矩傳感器計(jì)算:

  n=f/n*60                 (9-43)

式中 r一脈沖頻率(Hz);

Ⅳ―旋轉(zhuǎn)金屬體的齒槽數(shù)或齒數(shù);

m―轉(zhuǎn)速(r/min)。

成45°方向貼。

根據(jù)材料力學(xué)知道,受到純扭的軸的橫截面上最大剪應(yīng)力rmax與軸上扭矩的關(guān)系為

rmax=mk/wp   (9-44)

式中,Mk是作用于軸上的扭矩,Wp是軸截面的抗扭模數(shù)(對(duì)于實(shí)心軸wp=0.2d3對(duì)于空心軸wp=0.2D3(1一d4/d4羅),其中・為軸的外徑,d為軸的內(nèi)徑)。

最大剪應(yīng)力rmax是不能用應(yīng)變片進(jìn)行測(cè)量的,但它的數(shù)值等于主應(yīng)力。主應(yīng)力方向與軸線(xiàn)成45°角,通過(guò)應(yīng)變片測(cè)主應(yīng)力可獲得最大剪應(yīng)力,這樣就得到了軸上的扭矩。為此,有下列關(guān)系,即

σ1=一σ3=rmax=Mk/Typ    (9-45)

從圖9-78可以看出,在莫爾圖上,R1方向應(yīng)為十ε,R2方向應(yīng)為一ε。在沿軸線(xiàn)的0°和垂直于軸線(xiàn)的90°方向上,ε=0。

根據(jù)虎克定律

ε1=σ1 /e

又因?yàn)棣?=-σ3,故

q=t+u=(1+ui)

莫爾圖所以,在測(cè)試儀器上(如應(yīng)變儀)讀出q,便可由式(9-46)算出扭矩Mk值。也就是說(shuō),在給定軸45°方向上粘貼應(yīng)變片,從測(cè)試儀器上讀出e45。,就可求得Mk的大小。

在傳感器使用過(guò)程中,除受扭矩作用外,同時(shí)還受有軸向力和彎矩,應(yīng)變片的電阻也會(huì)因此發(fā)生變化,因而產(chǎn)生誤差。所以在實(shí)際應(yīng)用中,并不只是單在傳感器軸的一邊與軸成45°方向貼應(yīng)變片。為避免誤差和增加靈敏度,實(shí)際貼片方式如圖9-79所示。

R1、R2、R3、R4構(gòu)成如圖9-79所示的全橋,且u1,u2與R3、R4在位置上完全對(duì)稱(chēng)。這樣,可以消除軸向力和彎矩的影響。

當(dāng)應(yīng)變片不是直接貼在作用有扭矩的軸上,而是通過(guò)傳感器來(lái)測(cè)扭矩時(shí),則需設(shè)計(jì)傳感器的彈性敏感元件。設(shè)計(jì)方法可參考有關(guān)資料,這里不贅述。