滑環扭矩傳感器和非接觸扭矩傳感器的選擇

滑環扭矩傳感器

第一旋轉應變儀扭矩傳感器采用滑環來實現從殼體到旋轉軸的電連接。由于滑環僅承載來自應變儀的毫伏信號，因此必須仔細選擇滑環和電刷的材料。通常的程序是使用硬幣銀作為滑環，使用銀石墨作為刷子齒輪。

導電環隨傳感器一起旋轉，并使用一系列彈簧刷接觸環并傳輸電信號。滑環是相對直的，只有很小的缺點，因為刷子和較小程度的環確實磨損并且因此具有有限的壽命。因此，它們不適用于長期測試，非常高的速度，也不適用于訪問傳感器以進行維修的應用。

在低速時，環和電刷之間的電連接相對無噪聲，但是在較高速度下，電噪聲最終會降低其性能。滑環的最大速度（rpm）由刷子和環之間界面處的表面速度決定。因此，對于較大或較高的扭矩容量傳感器，最大操作速度將較低，因為較大的滑環因此在給定的rpm下具有較高的表面速度。對于中等容量的扭矩傳感器，典型的最大轉速將在2000rpm的范圍內。對于非常低容量的測量，刷環界面可能是“拖曳扭矩”的來源，這可能是要克服的驅動扭矩的問題。

非接觸式扭矩傳感器（感應回路）

對于更高速（rpm）扭矩測量應用，可以使用旋轉變壓器系統。旋轉變壓器系統包括兩個線圈，一個靜態線圈連接到換能器外殼，一個旋轉線圈連接到換能器軸。這提供了明顯的優點，即轉子和定子之間沒有接觸，并且包括來自旋轉應變儀電橋電路的功率傳輸和信號傳輸。旋轉變壓器型扭矩傳感器提供±0.2％的典型誤差，速度可達18000rpm。

旋轉變壓器系統的通用性足以用于特殊的扭矩傳感器和空間有限的傳感器。然而，由于這種設計采用了軸承，因此最大轉速大于滑環設計，但受到軸承最大規定性能的限制。該系統還易受噪聲和誤差的影響，這些噪聲和誤差是由變壓器初級到次級線圈的對準引起的。由于旋轉變壓器的特殊要求，還需要專門的信號調節，以產生大多數數據采集系統可接受的信號。