Lai izstrādātu efektīvu apkopes stratēģiju, ir ļoti svarīgi rūpīgi izprast griezes momenta sensoru iekšējo struktūru un darbības principu. Tikai zinot ne tikai to, ko tas dara, bet arī to, kāpēc tas darbojas, var veikt apkopi un izvairīties no iespējamiem aklu darbības riskiem. Griezes momenta sensori ir dažāda veida, taču to galvenā funkcija paliek nemainīga: uztver vārpstas griezes momentu un pārveido to standarta elektriskā signāla izvadē.
Pašlaik rūpniecībā visplašāk izmantotie veidi ir deformācijas mērītāja tips, magnetoelastīgais tips, fāzu starpības tips (magnetostriktīvs) un optiskais tips, starp kuriem dominē tenzometra tips, pateicoties tā nobriedušajai tehnoloģijai, augstajai izmaksu{0}}efektivitātei un plašajai pielietojamībai. Mēs koncentrēsimies uz deformācijas griezes momenta sensoriem, vienlaikus apsverot arī citus veidus, analizējot to konstrukcijas parametru īpašās prasības apkopei.
Tenzijas mērītāja griezes momenta sensora kodols ir elastīga korpusa un deformācijas mērītāja kombinācija. Elastīgais korpuss parasti ir izgatavots no augstas-leģētā tērauda vai nerūsējošā tērauda, precīzi apstrādāts un termiski{2}}apstrādāts, un tam piemīt izcilas elastības īpašības un noguruma izturība. Pretestības deformācijas mērītājs tiek piesaistīts noteiktām elastīgā korpusa vietām (parasti sprieguma koncentrācijas zonām), izmantojot īpašu savienošanas procesu. Kad sensora vārpstai tiek pielikts griezes moments, elastomērs tiek pakļauts nelielai vērpes deformācijai, izraisot ar tā virsmu piestiprināto deformācijas mērītāju izstiepšanos vai saspiešanu, kā rezultātā mainās pretestība.
Šie deformācijas mērītāji parasti veido Vitstonas tilta ķēdi, pārvēršot minūtes pretestības izmaiņas milivoltu{0}}līmeņa sprieguma signāla izvadē. Šis šķietami vienkāršais process faktiski izvirza ārkārtīgi augstas prasības mehāniskās struktūras integritātei, līmes stabilitātei un ķēdes līdzsvaram. Jebkuri nelieli mehāniski bojājumi, līmes novecošanās vai mitrums ķēdē var izjaukt tilta līdzsvaru, izraisot nulles-punkta novirzi, samazinātu jutību vai pat signāla kropļojumus.
Papildus serdes sensora blokam mūsdienu griezes momenta sensori integrē arī signāla kondicionēšanas shēmas, temperatūras kompensācijas tīklu, pārslodzes aizsardzības ierīces un noslēgtu korpusa konstrukciju. Signāla kondicionēšanas shēma pastiprina, filtrē un pārveido vājo tilta signālu standarta analogā (piemēram, 0–10 V, 4–20 mA) vai digitālā (piemēram, RS485, CANopen, EtherCAT) izvadē. Temperatūras kompensācijas tīkls kompensē apkārtējās temperatūras izmaiņu ietekmi uz deformācijas mērītāja pretestību un elastomēra moduli, nodrošinot konsekventus mērījumus dažādos temperatūras apstākļos. Pārslodzes aizsardzības ierīces (piemēram, mehāniskie ierobežojošie bloki) ir paredzētas, lai novērstu nejaušu pārslodzi, kas izraisa plastisku deformāciju vai elastomēra lūzumu. Korpusa blīvējuma konstrukcijai ir liela atbildība par putekļu necaurlaidību, hidroizolāciju un aizsardzību pret eļļu; tā IP vērtējums tieši nosaka sensora izturību skarbos apstākļos.
Lai gan magnetoelastīgo vai fāzu starpības sensoru principi atšķiras, to apkopes loģika ir līdzīga. Šie sensori izmanto īpašību, ka feromagnētisko materiālu caurlaidība mainās spēka ietekmē, vai mēra griezes momentu, nosakot nelielu fāzes atšķirību starp ieejas un izejas vārpstu. Parasti tiem nav nepieciešami slīdgredzeni vai kontaktstrāvas kolektori, nodrošinot bezkontakta signāla pārraidi, tādējādi tiem piemīt raksturīgas priekšrocības nodilumizturībā un ekspluatācijā bez apkopes.
Tomēr tas nenozīmē, ka viņi var pilnībā ignorēt apkopi. Magnētiskās ķēdes stabilitāte, spoles izolācijas veiktspēja, gaisa spraugas tīrība un elektroniskās vienības siltuma izkliede arī ir galvenie faktori, kas ietekmē to ilgtermiņa uzticamību. Optiskie sensori paļaujas uz režģu vai optisko šķiedru deformāciju, lai uztvertu griezes momentu, un ir ārkārtīgi jutīgi pret putekļiem, eļļu un optiskā ceļa izlīdzināšanu; tāpēc tīrīšana un aizsardzība ir īpaši svarīga.