扭矩傳感器在測力過程中也是有可能會出錯的。接下來我們將從測量原理、環境因素、設備自身狀況等方面介紹分析扭矩傳感器測力過程中導致出錯的原因。
測量原理局限性導致的出錯可能
應變片式扭矩傳感器:這類傳感器通過粘貼在彈性軸上的應變片感受扭矩產生的應變,進而轉化為電信號來測量扭矩。然而,應變片本身存在一定的非線性特性。在扭矩測量范圍的邊緣區域,其輸出電信號與實際扭矩的線性關系可能出現偏差,導致測量誤差。例如,當測量接近傳感器量程上限的扭矩時,應變片的非線性可能使測量值比實際扭矩值偏低,從而造成測力出錯。
磁電式扭矩傳感器:利用磁電感應原理,通過檢測與扭矩相關的磁場變化來測量扭矩。但在實際應用中,周圍環境中的雜散磁場可能干擾傳感器內部的磁場分布。如果附近存在大型電機、變壓器等強磁場源,它們產生的雜散磁場可能疊加到傳感器的測量磁場中,使得傳感器誤判扭矩大小,導致測力不準確。
環境因素引發的測力錯誤
溫度影響:扭矩傳感器的材料特性會隨溫度變化而改變。對于金屬材質的彈性元件,溫度升高時,其彈性模量會下降,導致在相同扭矩作用下,彈性元件的形變量增大,傳感器輸出的電信號相應增大,從而使測量的扭矩值偏高。例如,在高溫工業環境中,如鋼鐵冶煉車間,溫度可高達數百度,若扭矩傳感器未進行良好的溫度補償,其測量誤差可能會超出允許范圍。
濕度影響:高濕度環境可能使傳感器內部的電子元件受潮。當電子元件表面吸附水分后,其電氣性能會發生變化,如電阻值改變、絕緣性能下降等。這可能導致傳感器輸出信號不穩定,出現波動或漂移,進而使測力結果出錯。在一些沿海地區的工廠,由于空氣濕度較大,若扭矩傳感器防護措施不到位,就容易受到濕度影響。
設備自身狀況導致的測力失誤
安裝不當:扭矩傳感器的安裝位置和方式對測量精度影響很大。如果安裝時沒有保證傳感器與被測軸的同軸度,會產生附加彎矩,使傳感器測量到的并非單純的扭矩,而是扭矩與彎矩的復合力。這樣測量出的扭矩值將偏離實際值,導致測力錯誤。例如,在汽車發動機的扭矩測試中,若傳感器安裝不同軸,可能使測試結果偏差較大,影響對發動機性能的準確評估。
磨損與老化:長期使用后,扭矩傳感器的彈性元件可能會出現磨損,表面粗糙度增加,內部微觀結構發生變化,導致其彈性性能改變。同時,傳感器內部的電子元件也會因長時間工作而老化,性能下降。這些因素都可能導致傳感器的測量精度降低,測力過程中出現誤差。比如,一些使用多年的工業扭矩傳感器,其測量誤差逐漸增大,需要定期校準或更換。