磁電式傳感器結構示意圖

圖1 　轉速轉矩傳感器結構示意圖
11 內齒輪21 永久磁鋼31 轉筒41 感應線圈51 外齒輪61 扭力抽

圖1 是磁電式傳感器結構示意圖。其中,內、外齒輪并不嚙合,齒頂留有工作氣隙。齒頂相對時,氣隙最大,齒頂與齒槽相對時,氣隙最小。在內外齒輪相對轉動一個齒位時,工作氣隙發生一個周期的變化。永久磁鋼、內外齒輪構成環狀閉合磁路,當工作氣隙發生
一個周期的變化時,磁路的磁阻和磁通隨之作周期變化,感應線圈感應出一個周期的近似
正弦波的電壓信號,信號的電壓瞬時值的變化與內外齒輪相對位置的變化是一致的。如
果安裝時的兩組內外齒輪的投影是重合的,那么,感應出的兩路電壓信號的相位差為零。
考慮到正反加載,讓外齒輪錯半齒安裝,即初始相位差為180°。
當扭力軸受到扭矩時產生扭角,扭角的大小和扭矩成正比,信號變化與扭角成正比,
因此,輸出兩路信號的相位差的變化Δ< 和轉矩M 成正比,關系式為:
Δ< = KM 　　其中, K = Z ×32 L / (πd4 G0)
式中:Z —齒輪齒數;L —扭力軸長度;d —扭力軸直徑; G0 —扭力軸材料剪切彈性模數。從上式可知,如果測得相位差Δ< ,即可得到扭矩M。轉速采用周期測量法,因為轉速不很高,所以,測得信號周期,通過運算求得轉速。