Зрелость и ограничения технологии

Традиционные датчики крутящего момента тензопластины основаны на деформационных эффектах металлических или полупроводниковых материалов. При деформации сдвига, вызванной действием крутящего момента на эластичную ось, значение сопротивления тензодатчика, прикрепленного к поверхности оси, изменяется и преобразуется в электрический сигнал через мост Уистона. Эта технология зрелая и надежная, но уязвима для электромагнитных помех, дрейфа температуры, а долгосрочная стабильность ограничена, трудно удовлетворить потребности высокой точности в окружающей среде.

Принцип волоконно - оптического зондирования.

Появление волоконно - оптических датчиков крутящего момента знаменует собой прорыв на принципиальном уровне. Он в основном использует технологию волоконно - оптической решетки (FBG): в волоконно - оптическом сердечнике создается область решетки с периодической модуляцией скорости преломления, и когда крутящий момент действует на ось, прикрепленную к решетке, деформация приводит к изменению цикла решетки или эффективной скорости преломления, что приводит к дрейфу центральной длины волны отражения / пропускания. Демодулируя смещение длины волны, можно точно изменить значение крутящего момента.

Технологические преимущества и скачки

По сравнению с тензодатчиками, волоконно - оптический датчик для достижения множественного скачка: во - первых, антиинтерференционная способность подскочила, само оптическое волокно является изоляционной средой, иммунные электромагнитные помехи, подходящие для сильной электромагнитной среды (например, двигатель, внутри генератора); Во - вторых, прорыв точности и стабильности, сигнал кодирования длины волны не зависит от колебаний источника света, температура и деформация могут быть измерены отдельно, что значительно снижает дрейф; В - третьих, структурные инновации, небольшой размер датчика, легкое качество, может быть достигнуто распределенное измерение или встроен в композитный интерьер, для мониторинга состояния вращающейся машины и интеллектуального проектирования структуры, чтобы открыть новые пути.

От измерения электрического сигнала тензодатчика до модуляции длины волны оптического волокна основная технология датчика крутящего момента перешла от аналоговой электронной эпохи к фотонной эпохе. Этот принципиальный прорыв не только улучшил производительность измерений, но и способствовал развитию датчиков в направлении миниатюризации, интеграции и сети, став ключевым звеном в интеллекте оборудования.