小型關(guān)節(jié)扭矩傳感器的工作基于特定的原理來實(shí)現(xiàn)對(duì)扭矩的精確測(cè)量。

扭轉(zhuǎn)角測(cè)量原理

相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)檢測(cè)：利用高精度的角度測(cè)量裝置來檢測(cè)關(guān)節(jié)在扭矩作用下產(chǎn)生的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。這種角度測(cè)量裝置通常采用光電編碼器、霍爾傳感器等技術(shù)。

彈性系數(shù)應(yīng)用：根據(jù)傳感器彈性體的扭轉(zhuǎn)剛度（彈性系數(shù)）和所測(cè)得的扭轉(zhuǎn)角度，可以計(jì)算出所施加的扭矩大小。扭矩等于扭轉(zhuǎn)剛度乘以扭轉(zhuǎn)角度。

數(shù)據(jù)校準(zhǔn)和補(bǔ)償：為了提高測(cè)量精度，還需要對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和補(bǔ)償。例如，考慮溫度對(duì)彈性體和測(cè)量裝置的影響，進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以確保在不同的工作環(huán)境下都能獲得準(zhǔn)確的扭矩測(cè)量結(jié)果。

磁電感應(yīng)原理

磁場(chǎng)變化：在傳感器內(nèi)部設(shè)置有磁場(chǎng)發(fā)生裝置和磁敏元件。當(dāng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生扭矩時(shí)，會(huì)引起磁場(chǎng)發(fā)生裝置中的磁場(chǎng)分布發(fā)生變化。

磁敏元件響應(yīng)：磁敏元件能夠感知磁場(chǎng)的變化，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。不同的扭矩大小會(huì)導(dǎo)致磁場(chǎng)變化的程度不同，從而使磁敏元件輸出的電信號(hào)強(qiáng)度不同。

信號(hào)處理：通過對(duì)磁敏元件輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和數(shù)字化處理等操作，得到與扭矩大小相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，以便于后續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸和分析。

應(yīng)變電測(cè)原理

彈性體變形：小型關(guān)節(jié)扭矩傳感器通常包含一個(gè)特制的彈性體，當(dāng)關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生扭矩作用在彈性體上時(shí)，彈性體會(huì)發(fā)生微小的形變。這種形變與所受的扭矩大小成正比關(guān)系。

應(yīng)變片粘貼：在彈性體的關(guān)鍵部位粘貼有應(yīng)變片。應(yīng)變片是一種特殊的電阻材料，當(dāng)彈性體形變時(shí)，應(yīng)變片也會(huì)隨之發(fā)生拉伸或壓縮，從而導(dǎo)致其電阻值發(fā)生變化。

電信號(hào)轉(zhuǎn)換：通過惠斯通電橋等電路將應(yīng)變片電阻值的變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的變化。例如，當(dāng)扭矩增大時(shí)，應(yīng)變片電阻值變化量增大，電橋輸出的電壓信號(hào)也相應(yīng)增大。通過對(duì)電信號(hào)的測(cè)量和分析，就可以精確地推算出所施加的扭矩大小。