李 娟

(陕西理工学院 电气工程系，陕西 汉中 723000)

1 扭矩标定检测系统原理及硬件设计

扭矩检测系统由扭矩传感器、传感器信号调理电路、24位A/D转换电路、单片机处理电路、显示电路、报警输出电路、RS232通讯接口电路等相关电路组成。测量时，扭矩力传感机构与被测装置安装固定，根据载荷大小输出高低不同的微电压测量信号。微电压信号输入到信号调理电路，信号调理电路干扰消除后输入到24位A/D转换器。A/D转换器将传感器输出的微电压信号转化成数字信号后输入到单片机数据处理系统。单片机数据处理系统完成测量信号的量纲转换后送入显示电路进行测量显示；同时将采集到的测量值与用户设定的报警数据实时进行比较运算，当达到报警状态时，对报警控制电路发出报警指令，启动对应报警控制点。

（1）扭矩传感器及信号调理电路。扭矩传感器信号调理电路如图1 所示。R1～R4为电阻应变计，粘贴于弹性元件的应变区。Rt为温度零点漂移补偿元件、补偿传感器受温度变化影响引起的零点漂移。Rz为零点平衡补偿元件；R5、R6为灵敏度温度漂移补偿元件，补偿传感器受温度变化影响引起的测量信号漂移。R7、R8为灵敏度标准化补偿元件、R9～R12为非线性补偿元件、R13为输入阻抗匹配元件。当传感器承载的扭矩力发生变化时，应变敏感区域的机械变形量会发生变化，粘贴在该区域的4片电阻应变计的电阻值也因机械变形而产生变化。因每片应变计的粘贴方向和位置不同，应变计R1和R3的电阻变小，R2和R4的电阻变大，从而输出扭矩测量信号。……