Vääntösensoreita

Vääntösensoreita mitataan kiertomomenttia, eli vääntöä, joka vaikuttaa akseliin tai rakenteeseen. Ne muuntavat mekaanisen voiman sähköiseksi signaaliksi, jonka avulla voidaan seurata momentin suuruutta, sen jakautumista ja muuttumista dynaamisissa sovelluksissa. Vääntösensorien tavoitteena on tarjota tarkka, toistettavasti kalibroitava mittaus ilman suurempaa häiriöiden vaikutusta.

Teknisiä periaatteita voidaan jakaa useisiin päätyyppeihin. Resistive (strain gauge) -sensorit käyttävät venymämitattimia, jotka kiinnitetään akseliin, sleeve-levyyn tai kampaan. Kun momentti syntyy, rakenteeseen syntyy pieni venymä, jonka resistanssin muutos muunnetaan sähköiseksi signaaliksi täysnauha- tai puolisiltoina. Magneettiset vääntösensorit hyödyntävät Hall-efektiä tai magnetostriktio-ilmiötä; vääntö aiheuttaa magneettikentän muutoksia, jotka on helppo muuntaa sähköiseksi suureeksi. Optiset vääntösensorit perustuvat kuituoptiikan muuntamiseen, esimerkiksi kuitujen tai valokenkien suhteen tapahtuvaan poikkeamaan.

Rakenteeltaan vääntösensorit voivat olla inline-tyyppisiä, jolloin ne asennetaan suoraan akseliin tai rakenteelliseen välitykseen, sekä ulkoisia sensoreita, joissa mittaus tapahtuu kiinnittämällä sensori ympärille tai sen ympärille rakenteeltaan määritettyyn mittauskohteeseen.

Sovelluksia on teollisuusautomaatiosta ja testauslaboratorioihin sekä teollisiin voimansiirtoihin ja robotiikkaan. Kalibrointi ja lämpötilakompensointi ovat keskeisiä, sillä lämpötila ja asennusolot vaikuttavat signaalin tarkkuuteen. Dynaamisissa mittauksissa sensorin vasteaika ja lineaarisuus ovat ratkaisevia ominaisuuksia.

---