Измерительные Системы

Терминология, принятая для датчиков крутящего момента

Определение технических характеристик для всех датчиков основывается, в большинстве своем, на стандарте DIN 51309

Момент силы
Момент силы — физическая векторная величина, равная произведению радиус-вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело. Cинонимы момента силы: крутящий момент, вращательный момент, вертящий момент, вращающий момент.

Пассивный датчик
Пассивный датчик — это датчик без интегрированного усилителя. Уровень тензометрического выходного сигнала датчика находится в пределах до 3 мВ/В (в зависимости от используемых тензорезисторов).

Активный датчик
Активный датчик — это датчик с интегрированным усилителем. Выходной сигнал датчика обычно составляет ± 10 В, ± 5 В, 0...20 mA, 4...20 mA, 10 ± 10 mA или 12 ± 8 mA. Все датчики фирмы Лоренц могут поставляться с одним из вышеперечисленных выходных сигналов.

Измерительный диапазон
Измерительный диапазон — диапазон нагрузки датчика, в котором гарантированные пределы погрешности измерений остаются неизменными.

Воспроизводимость
Воспроизводимость — максимально допустимое отношение изменения выходного сигнала к выходному сигналу (задаётся в %).

Номинальный момент
Номинальный момент — верхняя граница диапазона измерения, в котором гарантированные пределы погрешности измерений остаются неизменными.

Класс точности
Наибольшая единичная погрешность (задаётся в % от номинального диапазона) выходного сигнала датчика меньшая, чем указанное в классе точности значение. Толерантность характеристической величины датчика при этом не учитывается.

Рабочий момент
Рабочий момент — момент, которым можно нагрузить датчик крутящего момента свыше номинального момента без изменения паспортных характеристик датчика. Рабочий момент можно использовать только в исключительных случаях.

Предельный момент
Предельный момент — момент максимально допустимой нагрузки датчика крутящего момента, при котором ещё не ожидается разрушение датчика. При такой нагрузке специфицированные пределы погрешности измерений уже не действуют.

Разрушающий момент
Разрушающий момент — нагрузка, при которой наступает пластическая деформация или разрушение торсионного вала датчика крутящего момента.

Уровень
Уровень — цифровой выходной сигнал датчика крутящего момента при измерении угла или скорости вращения. Обычно сигнал составляет 5 В TTL (относительно 0 В).

Максимальная динамическая нагрузка (согласно DIN 50100)
Максимальная динамическая нагрузка — относящаяся к номинальному моменту (приводится в % от номинального диапазона), синусоидально изменяющаяся в направлении измерительной оси динамическая нагрузка датчика крутящего момента, которую датчик выдерживает на протяжение 10⁷ нагрузочных циклов без значительного изменения своих измерительно-технических характеристик при очередном нагружении датчика до номинального момента.

Сопротивление моста
Сопротивление моста — омическое сопротивление тензометрического измерительного моста.

Температурный дрейф чувствительности
Температурный дрейф чувствительности — относящееся к номинальному значению изменение фактического значения чувствительности датчика при изменении температуры при отсутствии полезной нагрузки.

Температурный дрейф нулевого сигнала
Температурный дрейф нулевого сигнала — относящееся к номинальному значению изменение выходного сигнала не нагруженного датчика при изменении температуры.

Номинальный температурный диапазон
Номинальный температурный диапазон - диапазон температуры окружающей среды, при котором датчик сохраняет свои технические характеристики и значение погрешности измерений.

Рабочий температурный диапазон
Рабочий температурный диапазон - диапазон температуры окружающей среды, при котором ещё можно использовать датчик без изменения измерительных характеристик датчика. В границах рабочего температурного диапазона специфицированные погрешности измерений не гарантированы.

Напряжение питания
Напряжение питания — рабочее питание пассивного датчика (питание тензометрического моста), обеспечивающее режим безотказной работы датчика. В случае активных датчиков - напряжение питание электронной схемы датчика.

Чувствительность
Чувствительность — выходной сигнал пассивного датчика при нагрузке номинальным моментом за вычетом сигнала предварительной нагрузки.

Номинальная чувствительность
Номинальная чувствительность — заданное значение чувствительности пассивного датчика, т.е. теоретически заданное значение.

Класс защиты согласно DIN VDE 0470 (взамен DIN 40050), EN 60529
Класс защиты корпуса какого-либо устройства, обозначаемый буквами IP и двухзначным числом. Оно обозначает степень пыле- и влагозащищенности электрооборудования.

Контроль (Калибровочный сигнал)
Благодаря контрольному сопротивлению в датчике создается выходной сигнал, соответствующий номинальному значению чувствительности датчика.
Преимущества:
Частота перекалибровок уменьшается. Перед каждым измерением можно проверить нулевой сигнал и номинальную чувствительность датчика.
Функционирование:
Контрольное сопротивление R_K подключается параллельно тензорезистору R₁ и расстраивает измерительный мост таким образом, что на выходе датчика создаётся напряжение соответствующее 50% или 100% номинального значения чувствительности датчика.

Нулевой сигнал
Нулевой сигнал — выходной сигнал не нагруженного датчика.

Угол скручивания
Угол скручивания — угол возникающий между приводной и измерительной сторонами датчика при приложении к нему номинального момента. При изменении угла скручивания изменяется собственная частота датчика. Для избежания помех, связанных с изменением собственной частоты датчика, необходимо иметь как можно меньший угол скручивания.

Вход контрольного подключения
У датчиков с аналоговым выходом при помощи сигнала по напряжению контроль (калибровочный сигнал) подключается или отключается соответственно. Имеются две возможности включения:
низкий уровень 3,5 В
У датчиков с цифровым выходом контроль (калибровочный сигнал) может формироваться посредством программного обеспечения.

Число импульсов на оборот
Число импульсов на оборот снимается при измерении угла или скорости вращения. Благодаря второму каналу, смещённому на 90° и обработке вертикальных фронтов число импульсов на оборот можно увеличить в 4 раза.

Частота  измерений (частота дискретизации)
Частота измерений описывает количество измерений в секунду.

Момент инерции
Момент инерции — момент, который какое-либо тело противопоставляет моменту ускорения. Момент инерции должен быть как можно меньше, чтобы нагрузка на измерительный элемент была как можно ниже.

Допустимая аксиальная нагрузка
Допустимая аксиальная нагрузка — максимальна сила, с которой может быть нагружен датчик в осевом направлении.

Выходной сигнал
Выходной сигнал — обработанный сигнал активного датчика, обеспечивающий режим его безотказной работы.

Многокомпонентные датчики
Многокомпонентные датчики - это датчики позволяющие одновременно измерять крутящий момент и силу аксиальной нагрузки, приложенной в осевом направлении отностительно приложения крутящего момента.