扭矩傳感器主要由扭力軸、磁檢測器，轉(zhuǎn)筒及殼體等四部分組成。磁檢測器包括配對的兩組內(nèi)、外齒輪，永久磁鋼和感應線圈。外齒輪安裝載扭力軸測量段的兩端；內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)筒內(nèi),和外齒輪相對，永久磁鋼緊接內(nèi)齒輪安裝在轉(zhuǎn)筒內(nèi)。永久磁鋼，內(nèi)外齒輪構(gòu)成環(huán)狀閉合磁路,感應線圈固定在殼體的兩端蓋內(nèi)。在驅(qū)動電機帶動下，內(nèi)齒輪隨同轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)外齒輪是變位齒輪，并不齒合，齒頂六由工作氣隙，內(nèi)外齒輪的齒頂相對時氣隙最窄，齒頂和齒槽相對時，氣隙最寬。內(nèi)外齒輪在相對旋轉(zhuǎn)運動時，齒頂與齒槽交替相對，相對轉(zhuǎn)動一個齒位時,工作氣隙發(fā)生一個周期的變化,磁路的磁阻和磁通隨之相應作周期變化,因此線圈中感應出近似正弦波的電壓訊號,訊號電壓瞬時值的變化和內(nèi)外齒輪的相對位置的變化是一致的。
如果兩組檢測器的齒輪的投影互相重合時、兩組電壓訊號的相位差為零。安裝時，兩只內(nèi)齒輪的投影是重合的。而扭力軸上的兩只外齒輪是按錯動半個齒安裝的。因此，兩個電壓訊號具有半個周期的相位差，即初始相位差為α0=180°。若齒輪為120齒，分度角為3°，相位差為180°時，相應外齒輪錯動1.5°。
當扭力軸受到扭矩作用時，產(chǎn)生扭角β，兩只外齒輪的錯位角變?yōu)?.5°±β兩個電壓訊號的相差角相應變?yōu)椋害?120 ×（1.5°±β）=180°±120β。扭角和扭矩是成正比例的,因此扭角的變化和扭矩成正比,即相位差角的變化△α=α-α0=±120β=120K1M=KM 式中K1為相位差角和扭矩的比例系數(shù)，K=±120K1，“±”另表示轉(zhuǎn)動方向。
設扭力軸測量段的直徑為d，長度為L，扭力軸材料的剪切彈性模為G，則K1=32L/πdG。
將傳感器的兩個電壓訊號輸入TR-1轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率測量儀，經(jīng)過儀表將電壓訊號進行放大、整形、檢相、變換成計數(shù)脈沖，然后計數(shù)和顯示，便可直接讀出扭矩和轉(zhuǎn)速的測量結(jié)果。和轉(zhuǎn)速的測量結(jié)果
由于采用磁電轉(zhuǎn)換、相位差原理和數(shù)字顯示的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測量方法,因此能進穩(wěn)定、可靠、快速行穩(wěn)定、可靠、快速、靈敏的高精度測量。扭矩傳感器具有如下特點：
1.可以測量靜扭矩 當把扭矩臂固定于扭力軸的一端，鎖定另一端時，這時只要打開傳感器的驅(qū)動電機，就可得到輸出信號，并能很方便地對傳感器進行靜態(tài)校準。當然，已經(jīng)過靜校的傳感器就能對靜扭矩和低速下的扭矩進行精密測量了。
2.不用滑環(huán) 扭矩測量是由非接觸式磁電檢測器的輸出信號來實現(xiàn)的,所以本儀器可以測量其它儀器不可能測量到的高速轉(zhuǎn)矩。
3.精度高，穩(wěn)定性好 由于扭力軸是由具有優(yōu)良的彈性，滯后效應極小的高級合金材料制成，所以靈敏度高，殘余變形小，讀數(shù)穩(wěn)定、可靠。
4.操作簡單、方便 該儀器和TR-1C相配合，可自動測量并直接讀出扭矩、轉(zhuǎn)速功率，設置數(shù)據(jù)存儲后每次開機即可直接測量。
