Cảm biến đo momen xoắn là gì? Phương pháp đo & ứng dụng thực tế

22/05/2022|thuongnm

1. Cảm biến đo momen xoắn là gì?

Cảm biến đo momen xoắn, tên tiếng Anh là Torque Sensor, là bộ chuyển đổi cơ học đầu vào xoắn thành tín hiệu điện ở đầu ra. Trong đó, momen xoắn là lực quay hoặc xoắn quanh một trục theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược lại.

Cơ cấu lái xe là một ví dụ nổi bật. Khi cần rẽ vào một góc, người lái xe cần ảnh hưởng tác động một lực lên vô lăng, lực này công dụng momen xoắn trực tiếp lên cột lái. Momen xoắn lúc này được tạo ra bởi sự tích hợp giữa lực từ tay người lái và khoảng cách hai tay tính từ tâm bánh xe .Hiện nay, hầu hết những dòng xe tân tiến, tiên tiến và phát triển đều được trang bị mạng lưới hệ thống lái trợ lực điện EPS có cảm ứng đo momen xoắn, giúp người mua điều khiển và tinh chỉnh xe thuận tiện hơn. Xem thêm thông tin về mạng lưới hệ thống lái trợ điện lực EPS để hiểu hơn về vai trò của thiết bị này .Cảm biến đo momen xoắn (Nguồn: Sưu tầm)

2. Cấu tạo và phương pháp đo momen xoắn

2.1. Cấu tạo

Đầu dò của momen xoắn có đồng hồ đo biến dạng nghiêng 45 độ. Tuy nhiên, lĩnh vực ứng dụng sẽ quyết định thiết kế và cấu hình của cảm biến. Trục có thể ở dạng đặc hoặc rỗng, mặt cắt có thể có hình dạng ngoài hình chữ thập và hình vuông nhằm tối đa hóa việc thu được tín hiệu đầu ra có sẵn từ phép đo.

Bạn đang đọc: Cảm biến đo momen xoắn là gì? Phương pháp đo & ứng dụng thực tế

Phần tử SG ( Strain Gage ) và thành phần quay của bộ chuyển đổi được đặt ở trên trục. Mạch điện nằm ở phần vỏ, bên trong là một vi điều khiển và tinh chỉnh để đo giá trị thu được từ Strain Gage. Tại đây, tín hiệu sẽ được khuếch đại, số hóa và chuyển sang chuẩn tiếp xúc như RS-485. Ngoài ra, vi tinh chỉnh và điều khiển cũng giám sát bộ cấp nguồn, khoảng chừng đo, giá trị chuẩn hóa, lưu số serial của thiết bị, …Cấu tạo cảm biến đo momen xoắn (Nguồn: Sưu tầm)

2.2. Phương pháp đo momen xoắn

Cảm biến đo momen xoắn dán tem điện trên bề mặt

Phương pháp này dựa trên nguyên tắc tem dán ứng suất trên trục. Khi dán tem ứng suất với đường tâm trục song song với đường tâm của tem, đường trục và tem dán cũng giãn ra dẫn đến điện trở tăng và ngược lại .Nhiệt độ hoàn toàn có thể biến hóa trên mặt phẳng đo ứng suất nên cần làm sạch mặt phẳng lắp cảm ứng, chuẩn bị sẵn sàng mạch bù nhiệt, hiệu chuẩn đúng chuẩn vị trí lắp những cảm ứng để thu được hiệu quả tối ưu .Quy trình cảm biến đo momen xoắn bằng cách dán tem điện trên bề mặt (Nguồn: Tạp chí giao thông)

Cảm biến đo momen xoắn dựa trên nguyên lý đo góc lệch giữa hai mặt cắt

Thông qua những kỹ thuật khác nhau như quang học, điện từ để đo độ lệch hai mặt cắt, từ đó tính được momen xoắn .Cảm biến đo momen xoắn dựa trên nguyên lý đo độ lệch góc hai mặt cắt (Nguồn: Sưu tầm)

Phương pháp điện từ: Khi chưa có momen xoắn, sức điện động cảm ứng của e1, e2 trùng pha nhau, răng của đĩa 2, 3 song song với nhau. Khi có momen xoắn, đĩa 2 và đĩa 3, sức điện động cảm ứng e1 và e2 lệch nhau một góc tỉ lệ với momen.

Phương pháp điện từ (Nguồn: Tạp chí giao thông)

Phương pháp quang học: Phương pháp quang học cũng sử dụng một hệ thống phát tín hiệu bằng LED với tốc độ truyền cao. Bộ thu tiếp nhận các tín hiệu quang học từ hai thiết bị đo vòng quay trên trục. Dựa trên thu thập từ thiết bị ngoại vi qua USB, Wireless, Ethernet,… dữ liệu thu được có thể được đọc bởi thiết bị thu phát kỹ thuật số hoặc máy tính nhanh chóng và có thể truyền qua vệ tinh.

Phương pháp quang học (Nguồn: Tạp chí giao thông)

Phương pháp quang học cũng sử dụng một hệ thống phát tín hiệu bằng LED với tốc độ truyền cao. Bộ thu tiếp nhận các tín hiệu quang học từ hai thiết bị đo vòng quay trên trục. Dựa trên thu thập từ thiết bị ngoại vi qua USB, Wireless, Ethernet,… dữ liệu thu được có thể được đọc bởi thiết bị thu phát kỹ thuật số hoặc máy tính nhanh chóng và có thể truyền qua vệ tinh.

Xem thêm: CĂN HỘ MT EASTMARK CITY| PKD DỰ ÁN 0912598058

3. Các ứng dụng đo cảm biến momen xoắn trong thực tế

– Trong giáo dục : Giảng dạy về động cơ đốt, động cơ điện hoặc tích hợp hai loại động cơ, hệ động cơ tàu thủy, … trong những quy mô thí nghiệm .- Trong đo lường và thống kê, kiểm định : Đo momen xoắn trong tàu thủy, xe hơi ; thống kê giám sát, kiểm định hiệu suất động cơ máy phát, động cơ tàu .- Trong sản xuất, giám sát, quản lý sản xuất : Thực hiện đo lực của thiết bị vặn nắp chai, dự tải nhíp, dự tải ổ trục, độ chuyển vị của trục, tăng hoặc giảm lực vặn đinh vít, …- Kiểm tra cơ cấu tổ chức, mạng lưới hệ thống cơ khí : Kiểm tra momen trục khuỷu, quạt, vòng bi, lưu tốc kế, băng chuyền, …- Kiểm tra sức bền : Kiểm tra những công cụ cầm tay, đồ gia dụng, động cơ đốt trong, …- Nông nghiệp : Điều khiển momen xoắn máy móc .Đo cảm biến momen xoắn hiện đang được ứng dụng rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau (Nguồn: Sưu tầm)Có thể nói, việc xử lý hiệu suất cao những yếu tố trong quy trình kiểm tra, giám sát, thử nghiệm, … đã giúp công cụ cảm ứng đo momen xoắn được ứng dụng ngày càng thoáng đãng. Từ sản xuất, phong cách thiết kế, giáo dục đến quản lý và điều hành sản xuất, thậm chí còn nghành nghề dịch vụ nông nghiệp cũng vận dụng trong máy móc .Hiện nay, những mẫu xe xe hơi của VinFast như VinFast President, VinFast Fadil, VinFast VF e34, VinFast Lux SA2. 0, VinFast Lux A2. 0 đều được ứng dụng mạng lưới hệ thống trợ lực lái điện có cảm ứng đo momen xoắn. Hãy ĐK lái thử không lấy phí và đặt cọc xe ngay ngày hôm nay để nhận được những khuyến mại mê hoặc từ VinFast !