集流环式扭矩传感器的优缺点

　　集流环(slipring)

　　又称集电环，或称旋转电气接口、旋转关节、汇流环、滑环，实现两个相对转动机构的信号及电流传递的精密输电装置。是开展以应变片测量技术为基础的非电量电测的重要器件。特别适合应用在需要无限制的，连续或断续旋转，同时又需要从固定位置到旋转位置传送功率或数据的场所。

　　在旋转的传感器和固定的电子部件之间建立连接，最常见的方法是采用集流环(slipring)。它由一组跟传感器一起旋转的导电环、一连串与导电环接触的导电刷和发送传感器信号的(电极)构成。

　　滑环是一种在各种应用中获得广泛应用、性能良好和经济的解决方案。相对而言，这种直截了当的测量方法缺点很少，是一种在大多数应用中经受了时间考验的方案。但是，导电刷和不太宽的导电环是消耗品，寿命有限，不适用于长期测试之用，也不适用于要定期保养的应用。

　　在中低速(旋转的情形下)，导电环和导电刷之间的电气连接相对而言没有噪声，然而，在较高速(旋转引起)的噪声将严重降低它们的性能。滑环的最大旋转速度(rpm)由导电刷/导电环接触表面的速度决定。因此，对于较大的、典型的(具有)较高扭矩力的传感器，由于滑环的直径较大，因而在给定的rpm条件下表面速度就较高，从而导致最大工作速度较低。

　　对于力的大小为中等的扭矩传感器，典型的最大速度在5,000 rpm范围内。导电刷/导电环界面的拖曳力矩可能引起问题，特别是对非常小的扭矩力进行测量或应用，驱动扭矩遇到的麻烦可能是无法克服导电刷的拖曳力矩。

　　工作原理：轴套(轴)随被测量轴一起旋转，当用电阻应变片测量转轴上所承受的扭矩，及其它负荷引起的应力等，可在被测轴上贴上电阻应变片、电阻应变片的引线焊在集流环接线盘的焊点上，旋转时，轴受扭力，就会产生扭力及变形，使贴于其上电阻发生变化，能过滑环及电刷将变化有信号引出，送至相应的二次仪表放大，显示或记录。这样就可以测出被测轴所受扭矩等的信号大小。

　　缺点是因为属于摩擦不能承受很高的转速，即是采用空气降温或液体降温(目前氟里昂在西方国家已被禁用)。摩擦造成信号噪音会随着使用增加。单集流环的优点也是别的产品很难替代的，首先是它的高响应速度/数据传输速度，因为是模拟方式集流环不存在信号的延迟或使响应问题，某些高动态试验只能靠集流环。