逆磁致伸缩扭矩传感器设计及其输出特性分析

摘要

cqvip:目前尚无有效的商用船舶轴系扭矩非接触式在线监测装置,故特此设计了一种基于铁基非晶材料的逆磁致伸缩扭矩传感器,以实现船舶轴系扭矩的非接触实时测量。逆磁致伸缩效应目前在换能器、制动器等领域得到广泛应用。该传感器利用此效应将扭矩信号转化为电压信号,从而完成对扭矩的精确测量。设计逆磁致伸缩扭矩传感器后,再对传感器进行了理论建模分析及静态、动态试验研究,讨论了磁隙、激励电压、线圈匝数、发动机转速等因素对传感器输出特性的影响。试验结果表明:磁隙、激励电压、线圈匝数均有各自合适的取值范围;在此范围内,输出电压与扭矩呈较好的线性关系,而且传感器的灵敏度随着转速的增加而逐渐降低。研制的传感器具有结构简单、非接触、无需引入无线发射模块与感应供电模块、线性度好、反应速度快等特点,为船舶轴系扭矩的无线监测奠定了基础。