扭矩的測量有相位差式和電阻應變式等。這里只簡單介紹相位差式扭矩測量中的磁電式扭矩傳感器的工作原理和測量電路。
磁電式扭矩傳感器的測量原理圖如下圖所示。
工作原理
在彈性軸的兩端，安裝有兩個相同的齒輪，在齒輪上方分別安裝有兩個相同的、繞在磁鋼上的信號線圈。彈性軸兩端分別與動力軸和被測軸固定。彈性軸轉動時，由于磁鋼與齒輪的齒和齒間氣隙的磁導率的交替變化，在兩個信號線圈中分別感應出兩個交變電勢e1和e2，此兩電動勢有一恒定的初始相位差。當彈性軸受到扭矩t作用時，產(chǎn)生扭轉變形，兩齒輪將有相對扭轉角，導致兩電動勢的相位差發(fā)生變化，測出相位差的變化，即可求得扭矩t，而且根據(jù)其電動勢的頻率還可同時測出轉速值。因為兩電動勢的信號較弱，所以要先進行信號放大，然后送入相位差檢測器中檢測其相位差。
相位差測量電路
上圖是相位差檢測器原理圖，圖中al、a2是兩個過零比較器，r1、r2起限流作用，其參數(shù)選擇視輸入ui1與ui2的大小而定。設ui1超前ui2，當此二信號經(jīng)兩對反并聯(lián)的二極管限幅后，進入比較器al和a2，再經(jīng)異或門后便得出脈沖寬度等于兩個電壓相位差的信號。
這里兩對反并聯(lián)的二極管的限幅作用是必要的。因為對于選擇好的參數(shù)r1、r2和二極管，只要保證r1、r2和二極管能承受ui1和ui2的波動，d和e兩點的電位永遠不會超過0.7v，從而保證了al和a2不致因電壓過高而損壞。