一、分類(lèi)：靜態(tài)/反作用力扭矩（小于 1 轉(zhuǎn)）與旋轉(zhuǎn)扭矩（大于 1 轉(zhuǎn)）

前面我們講到的扭矩傳感器原理，一般扭矩測(cè)量可以是靜態(tài)的（也稱(chēng)為反作用力）或動(dòng)態(tài)的（旋轉(zhuǎn)式），也即分為2種大類(lèi)：一是靜態(tài)扭矩傳感器，靜態(tài)或反作用力扭矩測(cè)量涉及被測(cè)項(xiàng)目的很少旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)，例如在扭矩扳手測(cè)試期間。另一類(lèi)是動(dòng)態(tài)扭矩傳感器，旋轉(zhuǎn)扭矩測(cè)量將受到連續(xù)旋轉(zhuǎn)的影響。這種旋轉(zhuǎn)可以是恒定的，就像在測(cè)量混合容器中攪拌器扭矩的系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的那樣，或者像在測(cè)量電動(dòng)螺絲刀產(chǎn)生的扭矩時(shí)發(fā)現(xiàn)的那樣是周期性的。

靜態(tài)扭矩傳感器輸出的低電平毫伏信號(hào)與范圍廣泛的應(yīng)變傳感器兼容，例如稱(chēng)重傳感器和壓力傳感器及其相關(guān)儀器。后端信號(hào)處理儀器包括數(shù)字顯示器、模擬和數(shù)字放大器。典型的模擬放大器會(huì)產(chǎn)生更高電平的電壓（0-5Vdc、0-10Vdc）或電流（0-20mA、4-20mA）用于額外處理。

德國(guó)NCTE USB輸出型進(jìn)口動(dòng)態(tài)扭矩傳感器

通常，數(shù)字放大器還使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)特定協(xié)議（如 MODbus）提供 RS232 或 RS485 輸出。在許多情況下，信號(hào)調(diào)理內(nèi)置于設(shè)備中，提供直接模擬或數(shù)字輸出以供進(jìn)一步處理。下圖為德國(guó)NCTE公司的動(dòng)態(tài)扭矩傳感器顯示儀表（Readout）,它不僅能實(shí)時(shí)顯示傳感器的輸出扭矩值，還能提供0-10V電源輸出，以及USB數(shù)字量輸出：

            NCTE動(dòng)態(tài)扭矩傳感器配套軟件             扭矩傳感器專(zhuān)用Readout Unit扭矩&轉(zhuǎn)速-顯示儀表

二、動(dòng)態(tài)扭矩傳感器中信號(hào)傳輸方式

1.滑環(huán)

動(dòng)態(tài)扭矩傳感器（旋轉(zhuǎn)應(yīng)變式）采用滑環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)從外殼到旋轉(zhuǎn)軸的電氣連接。由于滑環(huán)僅承載來(lái)自應(yīng)變計(jì)的毫伏信號(hào)，因此必須非常仔細(xì)地選擇滑環(huán)和電刷的材料。一般使用銀幣制作滑環(huán)，使用銀石墨制作電刷齒輪。

導(dǎo)電環(huán)隨傳感器旋轉(zhuǎn)，并使用一系列彈簧刷接觸環(huán)來(lái)傳輸電信號(hào)。集電環(huán)相對(duì)簡(jiǎn)單，但一些小缺點(diǎn)，即電刷和環(huán)在較小程度上會(huì)磨損，因此使用壽命有限。正因?yàn)槿绱耍鼈儾贿m用于長(zhǎng)期測(cè)試、超高速測(cè)試或傳感器維修受限的應(yīng)用。在低速時(shí)，環(huán)和電刷之間的電氣連接相對(duì)無(wú)噪音，但是，在高速時(shí)，電氣噪音最終會(huì)降低它們的性能。滑環(huán)的最大速度 (rpm) 由電刷和環(huán)之間界面處的表面速度決定。

2.旋轉(zhuǎn)變壓器（感應(yīng)環(huán)）

對(duì)于更高速度 (rpm) 的扭矩測(cè)量應(yīng)用，可能會(huì)使用旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)。旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)由兩個(gè)線圈組成，一個(gè)固定在換能器外殼上的靜態(tài)線圈和一個(gè)固定在換能器軸上的旋轉(zhuǎn)線圈。這提供了轉(zhuǎn)子和定子之間沒(méi)有接觸的明顯優(yōu)勢(shì)，并且結(jié)合了將功率傳輸?shù)叫D(zhuǎn)應(yīng)變計(jì)電橋電路和從旋轉(zhuǎn)應(yīng)變計(jì)電橋電路返回信號(hào)的功能。旋轉(zhuǎn)變壓器式扭矩傳感器的典型誤差為 ±0.2%，速度可達(dá) 50,000rpm。

旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)用途廣泛，可用于特殊扭矩傳感器和空間受限的傳感器。然而，由于此設(shè)計(jì)包含軸承，因此最大轉(zhuǎn)速高于滑環(huán)設(shè)計(jì)，但受限于軸承的最大指定性能。該系統(tǒng)還可能容易受到噪聲和誤差的影響，這些噪聲和誤差是由變壓器初級(jí)線圈到次級(jí)線圈的對(duì)齊引起的。由于旋轉(zhuǎn)變壓器的特殊要求，還需要專(zhuān)門(mén)的信號(hào)調(diào)節(jié)以產(chǎn)生大多數(shù)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可接受的信號(hào)。下圖為英國(guó)AML公司用旋轉(zhuǎn)變壓器制作的動(dòng)態(tài)扭矩傳感器：

      英國(guó) AML DTDR-F無(wú)線傳輸動(dòng)態(tài)扭矩傳感器

3.無(wú)線電遙測(cè)（電池供電，2.4GHz）

隨著現(xiàn)代低功耗無(wú)線遙測(cè)采集和傳輸電子設(shè)備的出現(xiàn)，制造電池供電的扭矩傳感器成為可能，這些傳感器在兩次充電之間提供足夠長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間，使其適用于廣泛的工業(yè)和研究應(yīng)用。

避免轉(zhuǎn)子和定子線圈意味著安裝無(wú)線扭矩傳感器比其他類(lèi)型的過(guò)程更簡(jiǎn)單，因?yàn)闊o(wú)需考慮布線或線圈對(duì)齊，這也意味著測(cè)量信號(hào)可以傳輸相當(dāng)長(zhǎng)的距離（最遠(yuǎn) 120 米）容易地。無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)流是廣播的，因此可以由具有不同功能（如數(shù)字顯示、模擬輸出和基于 PC 的 USB 采集）的多個(gè)接收器單元讀取，從而使多功能系統(tǒng)的設(shè)置變得快速和容易。