Cảm Biến Đo Momen Xoắn Là Gì? Phân Loại và Ứng Dụng

Trong sản xuất công nghiệp, nghiên cứu và phát triển, các tiêu chuẩn về độ chính xác ngày càng đòi hỏi cao hơn cũng áp lực thời gian liên tục gia tăng. Và cảm biến mô-men xoắn giúp giải quyết các vấn đề này hiệu quả. Chúng được sử dụng trong nhiều ứng dụng trong rất nhiều ngành công nghiệp. Cảm biến momen xoắn còn được dùng để giám sát quá trình, đảm bảo chất lượng, thử nghiệm và công nghệ truyền động. Hãy cùng tìm hiểu thêm về loại cảm biến này nhé.

Cảm biến đo momen xoắn là gì?

Cảm biến momen xoắn (tiếng Anh torque sensor) là bộ chuyển đổi(transducer) đầu vào cơ học xoắn thành tín hiệu điện ở đầu ra. Để hiểu rõ hơn về loại cảm biến này, ta cần biết thêm momen xoắn là gì.

Mô-men xoắn là lực xoắn hoặc quay xung quanh một trục, có thể tác dụng theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ. Một ví dụ điển hình về momen xoắn là cơ cấu lái xe. Để rẽ một góc, người lái xe sẽ tác động một lực lên vô lăng, lực này sẽ tác dụng trực tiếp mô-men xoắn lên cột lái. Momen xoắn này được tạo ra bởi sự kết hợp của lực từ tay người lái và khoảng cách hai tay từ tâm bánh xe.

Ưu điểm nổi bật:

• Đo mô-men xoắn được tích hợp trong quá trình sản xuất
• Giúp giám sát quy trình đảm bảo sản xuất không có lỗi
• Chi phí đảm bảo chất lượng được cắt giảm đáng kể nhờ phát hiện các sai lệch ở giai đoạn đầu
• Hiệu quả quy trình được tối ưu hóa vì thiết bị đo được sử dụng cực kỳ linh hoạt

Nguyên tắc đo momen xoắn:

[caption id="attachment_27073" align="aligncenter" width="980"] Nguyên tắc đo momen xoắn[/caption]

Nguyên tắc đo cảm biến momen xoắn phổ biến nhất sử dụng công nghệ đo biến dạng ngoại quan. Trong đó các strain gauge đo biến dạng được liên kết với một trục với thiết kế phù hợp. Đầu dò momen xoắn với trục tròn có đồng hồ đo biến dạng nghiêng 45 độ. Tuy nhiên, thiết kế và cấu hình của thiết bị sẽ do ứng dụng quyết định và trục có thể có dạng đặc hoặc rỗng. Cũng như mặt cắt có thể có hình dạng khác bên cạnh hình chữ thập và hình vuông để thu được tín hiệu tối đa đầu ra có sẵn từ phép đo.

Khi lực xoắn tác dụng lên trục làm cho trục xoắn, ứng suất cắt được tạo ra. Chúng được đo bằng cách liên kết các strain gauge đo biến dạng ở góc 45 ° với trục mô-men xoắn nằm ngang. Vì ứng suất cắt gây ra trong trục là như nhau trong suốt chiều dài của nó. Nên các strain gauge đo biến dạng có thể được kết dính tại bất kỳ điểm nào. Tuy nhiên, trong thực tế ta thường đặt chúng ở trung tâm, càng xa càng tốt khỏi ứng suất giả có thể gây ra tại các giao diện cơ học.

Phân loại cảm biến mô-men xoắn:

Tùy ứng dụng và nhu cầu mà các momen xoắn được đo trong các phạm vi lực rất khác nhau. Có hai loại cảm biến mô-men xoắn chính: động và tĩnh. Trong đó, lực quay hoặc lực góc được đo bằng cảm biến momen xoắn động. Còn lực qua một khoảng cách được đo bằng cảm biến momen xoắn tĩnh.

Cảm biến mô-men xoắn động (Rotary torque sensor):

[caption id="attachment_27076" align="aligncenter" width="300"] cảm biến momen xoắn động[/caption]

Có hai loại cảm biến mômen động: cảm biến mômen quay và cảm biến mômen quay không tiếp xúc. Cảm biến mô men quay thường được sử dụng trong các ứng dụng trên trục quay. Cảm biến mô-men xoắn không tiếp xúc sử dụng công nghệ từ tính hoặc cảm ứng để cung cấp các phép đo chính xác ở tốc độ quay cao. Một số ứng dụng sử dụng cảm biến momen xoắn động như:

• Thiết lập kiểm tra cho cơ khí chính xác
• Băng thử động cơ
• Các chuyển động cơ sinh học trong kỹ thuật y tế
• Công nghệ bắt vít
• Đo mômen cản của động cơ và máy bơm

Cảm biến mô men xoắn tĩnh:

[caption id="attachment_27078" align="aligncenter" width="300"] cảm biến momen xoắn tĩnh[/caption]

Hay còn gọi là momen xoắn đáp ứng hay reaction torque sensors. Loại cảm ứng này rất phù hợp với các ứng dụng công nghiệp và kiểm thử độ mỏi (fatigue testing). Chúng cung cấp độ tin cậy cao nhờ cấu tạo là các bộ phận không chuyển động. Cảm biến mô-men xoắn tĩnh được sử dụng trong các ứng dụng mà chuyển động góc bị hạn chế và yêu cầu đo mô-men xoắn nội tuyến. Các ứng dụng sử dụng cảm biến mô men xoắn tĩnh như:

• Kiểm tra cấu trúc trong cơ khí chính xác
• Xác định mômen ma sát
• Thu nhận mô men gãy trên mũ vít
• Đo mômen ma sát của ổ trục
• Đo mô-men xoắn tác dụng vào các phần tử điều khiển xe.

Cách chọn cảm biến đo momen xoắn phù hợp với ứng dụng của bạn:

[caption id="attachment_27074" align="aligncenter" width="300"] cảm biến momen xoắn torque sensor[/caption]

Để đo mô-men xoắn một cách hiệu quả, điều quan trọng là phải hiểu các yếu tố liên quan đến việc tạo ra mô-men xoắn cũng như những yếu tố có thể làm thay đổi phép đo mô-men xoắn, vì những yếu tố này sẽ ảnh hưởng đến việc lựa chọn sản phẩm phù hợp. Các tiêu chí quan trọng như loại cảm biến, tốc độ, không gian lắp đặt, thời gian đo và môi trường mà phép đo đang diễn ra là một trong những tiêu chí quan trọng nhất sẽ quyết định việc lựa chọn cảm biến mô-men xoắn thích hợp.

Đối với đo mô-men xoắn động, vị trí của phép đo là rất quan trọng để đảm bảo rằng mô-men xoắn thực được đo và tránh được các phép đo sai do các bộ phận liền kề trong bộ truyền động hoặc các bộ phận làm ẩm hệ thống đo mô-men xoắn, bao gồm cả bản thân hệ thống đo gây ra.

Thông thường, các yếu tố vật lý và môi trường sẽ xác định chính xác việc lựa chọn thiết bị thích hợp. Việc lựa chọn định mức đầu dò, hệ thống truyền dẫn và kết nối cơ khí chính xác sẽ đảm bảo giải pháp đo lường không đắt ngân sách cho phép mà vẫn đạt được độ chính xác và độ tin cậy tối đa.

Đặt hàng cảm biến đo momen xoắn chính hãng:

Lidinco là công ty chuyên phân phối chính hãng các sản phẩm cảm biến đo momen xoắn cao cấp từ các thương hiệu hàng đầu như Kitsler, PCB Piezotronics,v.v.. với mức giá cạnh tranh và chế độ bảo hành, tư vấn nhiệt tình, nhanh chóng. Để được tư vấn thêm các sản phẩm phù hợp ứng dụng cũng như báo giá chính xác nhất, vui lòng liên hệ với chúng tôi theo thông tin:

CÔNG TY TNHH ĐẦU TƯ PHÁT TRIỂN CUỘC SỐNG

Trụ sở chính: 487 Cộng Hòa, Phường 15, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam

Điện thoại: 028 3977 8269 / 028 3601 6797/ 0906988447

VP Bắc Ninh: 184 Đường Bình Than, Phường Võ Cường, TP. Bắc Ninh

Điện thoại: 0222 7300 180

Email: sales@lidinco.com