I sensori di tensione e i sensori di coppia sono due dispositivi di misurazione comuni utilizzati principalmente per misurazioni meccaniche nell'industria e nella scienza. I sensori di tensione misurano le forze lineari (come tensione o tensione), mentre i sensori di coppia misurano le forze di rotazione (cioè la coppia). Ci sono differenze significative tra i due in termini di funzioni e scenari applicativi.
Per il personale tecnico, i seguenti problemi possono causare preoccupazione:
- ①Qual è la differenza tra i principi di funzionamento dei sensori di tensione e dei sensori di coppia?
- ②Quali sono le caratteristiche funzionali e gli scenari applicabili dei sensori di tensione e dei sensori di coppia?
- ③Come selezionare correttamente i sensori di tensione e coppia?
Iniziamo a capire!
Catalogare
Cosa sono i sensori di tensione e i sensori di coppia?
Sensore di tensione
Il sensore di tensione è un dispositivo utilizzato per misurare la forza di trazione lineare generata da un oggetto sotto sforzo. Il suo principio di funzionamento principale si basa sulla tecnologia degli estensimetri. Quando viene applicata una forza di trazione, gli estensimetri all'interno del sensore modificano la loro resistenza a causa della deformazione, convertendo così la forza in un segnale elettrico per la misurazione. I sensori di tensione sono comunemente utilizzati per misurare la forza di trazione di funi, cavi d'acciaio o materiali in fibra e sono ampiamente utilizzati in settori quali apparecchiature di sollevamento, nastri trasportatori e controllo qualità.
Sensori di coppia
I trasduttori di coppia sono sensori progettati per misurare le forze di rotazione o torsione e vengono spesso utilizzati per rilevare la quantità di coppia erogata da un'unità di potenza. Funziona rilevando la deformazione torsionale di un albero rotante e convertendo la coppia fisica in un segnale elettrico. I sensori di coppia sono ampiamente utilizzati in scenari quali l'industria automobilistica, la generazione di energia eolica e la lavorazione meccanica di precisione.
Principio di funzionamento
Sensore di tensione: Il principio di funzionamento del sensore di tensione si basa solitamente sul principio di deformazione. Quando un oggetto è sottoposto a tensione, subisce una piccola deformazione, che viene utilizzata dal sensore di tensione per misurare la quantità di tensione. Solitamente contiene un estensimetro che, quando rileva la forza di trazione, modifica la sua resistenza e viene convertito in un segnale elettrico per la successiva misurazione ed elaborazione.
Sensore di coppia: Un sensore di coppia determina la quantità di coppia misurando la deformazione torsionale di un oggetto su un albero rotante. I comuni sensori di coppia utilizzano anche il principio dell'estensimetro per calcolare la quantità di coppia utilizzando la variazione di deformazione che si verifica durante la torsione. Il nucleo di un sensore di coppia è solitamente una coppia di estensimetri montati su un albero rotante. Quando l'albero viene ruotato, gli estensimetri rilevano la variazione di deformazione e producono un segnale elettrico proporzionale alla coppia.
Segnale di uscita
Sensori di tensione: I sensori di tensione in genere emettono segnali come variazioni di resistenza, tensioni analogiche o segnali digitali. I moderni sensori di tensione emettono solitamente un segnale lineare con la tensione per l'acquisizione e l'elaborazione dei dati da parte di successivi sistemi di controllo o dispositivi di visualizzazione.
Trasduttori di coppia: I trasduttori di coppia in genere emettono una tensione, una corrente o un segnale digitale proporzionale alla quantità di coppia. Come i trasduttori di tensione, i moderni trasduttori di coppia dispongono di uscite estremamente precise e stabili per il monitoraggio in tempo reale e il feedback dei dati.
Precisione e sensibilità
Sensori di tensione: I sensori di tensione hanno in genere un elevato grado di precisione e sensibilità, soprattutto nei settori a controllo di precisione come la produzione tessile e metallica, dove sono necessari sensori di tensione ad alta sensibilità per monitorare i cambiamenti nella tensione di un oggetto in tempo reale.
Sensori di coppia: I sensori di coppia richiedono anche un elevato grado di precisione, soprattutto nel monitoraggio della coppia di motori ad alte prestazioni, gruppi elettrogeni o macchinari e apparecchiature industriali, dove misurazioni precise possono aiutare a ottimizzare le prestazioni del sistema e migliorare la produttività.
FAQ: Differenza tra sensori di tensione e di coppia
1. Differenza nel principio di funzionamento
- I sensori di tensione rilevano la forza di trazione lineare attraverso gli estensimetri, mentre i sensori di coppia rilevano principalmente la deformazione torsionale su un albero rotante. Le due direzioni di rilevamento sono diverse, una per la forza lineare e l'altra per la forza rotazionale.
2. Differenza negli scenari applicativi
- I sensori di tensione vengono utilizzati principalmente per rilevare la forza di trazione, come la misurazione del carico delle apparecchiature di sollevamento; mentre i sensori di coppia vengono utilizzati principalmente per rilevare la coppia, come ad esempio il monitoraggio della coppia in uscita dal motore.
3. Differenza nella progettazione strutturale
- I sensori di tensione sono generalmente progettati come struttura lineare per tensione o compressione, mentre i sensori di coppia sono progettati come struttura ad anello per rotazione o torsione, più adatta per l'installazione di parti rotanti.
Come scegliere il sensore giusto?
Definisci le tue esigenze di misurazione
Determina se vuoi misurare la tensione lineare o la coppia rotazionale per selezionare il giusto tipo di sensore.
Considera l'ambiente delle applicazioni
Selezionare un trasduttore in base alle caratteristiche di temperatura, umidità e vibrazione dell'ambiente in cui verrà utilizzato per garantire l'affidabilità della misurazione.
Concentrati sulla gamma e sulla precisione
Selezionare l'intervallo e il livello di precisione appropriati per l'attività di misurazione specifica per evitare danni all'apparecchiatura dovuti a sovraccarico o errori di misurazione eccessivi.
Conclusione:
In sintesi, i sensori di tensione vengono utilizzati principalmente per misurare la forza di trazione lungo una determinata direzione, solitamente utilizzati in campi di stretching, tessile, sollevamento e altri; mentre i sensori di coppia vengono utilizzati per misurare la coppia rotante di un oggetto rotante, ampiamente utilizzati nelle automobili, nei macchinari industriali, nella produzione di energia e in altri campi. Sebbene entrambi appartengano alla meccanica del sensore, ma a causa dell'oggetto da misurare, del principio di funzionamento e dell'applicazione di aree diverse, la selezione deve essere differenziata in base alle esigenze effettive.
La scelta del sensore giusto è molto importante e la corretta selezione del sensore influirà direttamente sulla precisione della misurazione e sulla stabilità del sistema. Pertanto, quando si sceglie un sensore, è necessario considerare la precisione, la sensibilità, il luogo di installazione e i fattori ambientali in base alle esigenze degli scenari applicativi reali.