JPS5932835A - トルクセンサ - Google Patents
トルクセンサInfo
- Publication number
- JPS5932835A JPS5932835A JP14253782A JP14253782A JPS5932835A JP S5932835 A JPS5932835 A JP S5932835A JP 14253782 A JP14253782 A JP 14253782A JP 14253782 A JP14253782 A JP 14253782A JP S5932835 A JPS5932835 A JP S5932835A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- torque
- magnetic
- rotation transmission
- transmission shaft
- magnetic circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
- G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
- G01L3/102—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving magnetostrictive means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はトルクセンサに関し、trケに建設央械のエン
ジン等のトルクを検出するのに好適′fl:l・ルクセ
ンザに関する。
ジン等のトルクを検出するのに好適′fl:l・ルクセ
ンザに関する。
建設機械のエンジン等のトルクを測定対象とするトルク
セン”す°においてeよ、構造が簡単でかつトルク発生
源であるエンジンと負荷との間に連結されている回転伝
達軸に容易に装着されうろことが必要とされている。
セン”す°においてeよ、構造が簡単でかつトルク発生
源であるエンジンと負荷との間に連結されている回転伝
達軸に容易に装着されうろことが必要とされている。
従来のこの秤のトルクセンサの場合、例えば回転伝達軸
の外表面にひずみゲージを貼何して、トルク発生源より
発生するl・ルクに応じて生ずるl=i]転伝達軸の僅
かなねじれに基づく表面ひずみを直接検出するよう(仁
なされているものにおいては、ひずみゲー ジが1バ接
回転伝達軸に粘材されて共に回転せしめられるので、ひ
ずみゲージに対する電流の供給手段が複雑になり、寸だ
検出感度も低いという欠点があった。
の外表面にひずみゲージを貼何して、トルク発生源より
発生するl・ルクに応じて生ずるl=i]転伝達軸の僅
かなねじれに基づく表面ひずみを直接検出するよう(仁
なされているものにおいては、ひずみゲー ジが1バ接
回転伝達軸に粘材されて共に回転せしめられるので、ひ
ずみゲージに対する電流の供給手段が複雑になり、寸だ
検出感度も低いという欠点があった。
また従来、トルク発生源であるエンジンと回転伝達軸と
の間にトーションバーを取付ケ、トルク発生源より発生
するトルクに応じて生じる1・−ジョンバー ノネシ:
h 角偏位を、トーションパーツfi端に)IQ付けた
歯車間の位相ずれによって検出して、トルクを算出する
ようになされたトルクセンザも実用に供されている。
の間にトーションバーを取付ケ、トルク発生源より発生
するトルクに応じて生じる1・−ジョンバー ノネシ:
h 角偏位を、トーションパーツfi端に)IQ付けた
歯車間の位相ずれによって検出して、トルクを算出する
ようになされたトルクセンザも実用に供されている。
しかしながら、この様ナトルクセンザにおいては、トル
クの測定範囲がトーションバーの特性によっ゛C−義的
に限定されるので、そのトルクに応じたトーションバー
を選択する必要があり、すたトーションバーがトルク発
生源と回転伝達軸との間に直列に介装されるため、その
トーションバーの脱着に手間を要し、従ってこの様なト
ルクセンーリ1、上述した目的には適さないものであっ
た1、本発明tよ上述した点に鑑み°Cなされたもので
、構造が簡単でかつ回転伝達軸への装着が容8なトルク
セン・すを提案−することを目的と1ろ。
クの測定範囲がトーションバーの特性によっ゛C−義的
に限定されるので、そのトルクに応じたトーションバー
を選択する必要があり、すたトーションバーがトルク発
生源と回転伝達軸との間に直列に介装されるため、その
トーションバーの脱着に手間を要し、従ってこの様なト
ルクセンーリ1、上述した目的には適さないものであっ
た1、本発明tよ上述した点に鑑み°Cなされたもので
、構造が簡単でかつ回転伝達軸への装着が容8なトルク
セン・すを提案−することを目的と1ろ。
J’J、下[ズ面を参照し2゛C本発明による) /L
、クセンーリの実施例についでiiR,iノ+JL 、
tつ。。
、クセンーリの実施例についでiiR,iノ+JL 、
tつ。。
第1 D’〈+にはヰ発明によるトルクヒンーリ′の第
1の実施例が全体と(−7で符+−yUで示さil、て
おり、トルク発生源とこのトルク発生源によって回動ぜ
しめられるf1荷(共にト1示せず)との間に連結され
ている回1し、伝達軸1にJ1’7 (=Jけられて共
Vこ回@IB−fシめられるかご状体2と、このかご状
体2に対しこれに接触することなく磁気的に保合する固
定部側の磁気手段3とよりlる。
1の実施例が全体と(−7で符+−yUで示さil、て
おり、トルク発生源とこのトルク発生源によって回動ぜ
しめられるf1荷(共にト1示せず)との間に連結され
ている回1し、伝達軸1にJ1’7 (=Jけられて共
Vこ回@IB−fシめられるかご状体2と、このかご状
体2に対しこれに接触することなく磁気的に保合する固
定部側の磁気手段3とよりlる。
かご状体2 t、Jl、回転伝達tilt 1の軸線に
沿って互に6・1F隔さ)7だ2・1)の位1νtにお
いてそれぞれ回転伝達引1+1にそのl!’tl+世と
10」軸的にかり直角に同着された2枚の強磁性体より
なる支持用円板4aおよび4bと、とれら円板4aおよ
び41)の外周近傍の内fll1面−L−に両端部がぞ
tしぞれ固定されて円板4aおよび4b間に橋架された
複数の棒状磁性部材5とによって十と1成され°Cいる
。この棒状磁性部材5は、支持部旧としての円板4aお
よび4bにそれぞれ固定された両1111の本体部6a
および6bと、上第1らの間に介挿された磁歪素子部7
との3部分よりなり、予め定められた半径を有しかつ軸
線と1川軸の仮、l、+j円筒面」二において、1li
ilI線と平行にかつ軸線のまわりに等しい角ピッチを
もって配列されている0、 このようなかご状体2id、第2〜〈1に示されている
ように、軸線を含む1つの平面に関して対称な2つの7
″15分に分割されるようにイ7り成きれていて、回転
伝達軸1に対する着脱が容易なようになされている。
沿って互に6・1F隔さ)7だ2・1)の位1νtにお
いてそれぞれ回転伝達引1+1にそのl!’tl+世と
10」軸的にかり直角に同着された2枚の強磁性体より
なる支持用円板4aおよび4bと、とれら円板4aおよ
び41)の外周近傍の内fll1面−L−に両端部がぞ
tしぞれ固定されて円板4aおよび4b間に橋架された
複数の棒状磁性部材5とによって十と1成され°Cいる
。この棒状磁性部材5は、支持部旧としての円板4aお
よび4bにそれぞれ固定された両1111の本体部6a
および6bと、上第1らの間に介挿された磁歪素子部7
との3部分よりなり、予め定められた半径を有しかつ軸
線と1川軸の仮、l、+j円筒面」二において、1li
ilI線と平行にかつ軸線のまわりに等しい角ピッチを
もって配列されている0、 このようなかご状体2id、第2〜〈1に示されている
ように、軸線を含む1つの平面に関して対称な2つの7
″15分に分割されるようにイ7り成きれていて、回転
伝達軸1に対する着脱が容易なようになされている。
固定部側に設けられている磁気手段3は、永久磁石(ま
たは電磁石)8と、この永久磁石8の両端にそれぞれ連
接して取付りられているヨーク9および10とを有する
。ヨーク9および1oのそれぞれの遊端(1’ll+の
914面は、かご状体2の円板4aおよび41)の外側
面に近接対向せしめられ、かつ棒状磁性部材5が配列さ
れている仮AJ月IJ筒面と位置整合せしめられていて
、回転伝達軸1の回動に伴なってかご状体2が回転する
と、複数本の梓状磁1り1:部材5が順次両ヨーク9お
よび10の対向するj’jiA面間に介挿せしめられで
、永久磁石8− ヨーク9−円板43−棒状磁性部材5
−円板41)−ヨーク】()−永久磁石8の径路で磁気
回路11が間欠的に病成されるようになされているo′
!l:た磁気回路11の適当な箇所、例えば永久磁石8
とヨーク10との間に、この磁気回路11の磁気的特性
の変化を検出する手段、例えばホール素子(またはコイ
ル)のような磁気検出素子12が介装されている1、以
上が本発明によるトルクセンザの第1の実施例の借成で
あるが、このよう′f!、措成によれば、トルク発生源
より発生するトルクに応じて回転伝達Il+l111に
生じるねじれによって、円板4aおよび4b間に相対的
な角偏位が生じるので、棒状磁性部材5の両端部間が相
対的に偏位せしめられ、その偏位に基づき棒状磁性部材
5の中火部に設けられている磁歪素子7に応力が加えら
れ、磁気回路J1の磁気的特性が変化し、その変化が磁
気回路11内げ介装され”Cいる磁気検出素子12によ
っで検出される6、この磁気検出素子12の出力は、増
幅器13によっ“C増幅され、次に比較器14によ−)
て&単重JEi15より−tjえられる基準電圧と比較
され、さらにA沖変俟器16全j1hじて端子17より
、トルク発生源より発生するトルクに比例したデジタル
出力が得られる6、なお、増幅器j3の出力より、周波
数−′;Iy川変換用18を通じて端子19においてト
ルク発生源の回転数を検出するとともできる。、 以1−の説明で明らかなように、本発明によるl・ルク
センサの第1の実施例によれば、トルク発生σりよp発
生ずるトルクに応じて回転伝達軸1に生じるねじれ角偏
位に基づく応力kかご状体2を構成する枠状磁性部旧5
の磁歪素子部7に加え、これによって磁歪素子部7を含
む磁気回路11の磁気的+1’¥性な変化せしめ、その
磁気的特性の変化を、1[1目(・り部分とは非接触的
に検出して、トルク発生淵より発生するトルク量を検出
するようになされているのて、冒頭で述べたような従来
のトルクセンザ、例えばひずみゲージを回転伝達軸Jに
貼イ」シて回転伝達軸10人iム1ひずみを11接検出
する用台のように、回転するひずみゲージに対する電流
イロ9給−二いつ面(filな手段をR’にける必要も
なく、また梓状磁(’1.部旧5の支持部+4である日
板4aおよび4bが、回転伝達軸Iの+1i11紳に7
1)って互に離面された2つの位1百に卦いて回転伝達
軸Jにそれぞれ固着されているので、回転伝:tlll
lのイ・γlかなねじれにヌ・l’?:l’J板4aお
よび41)が相対的に大きく偏位し1、イ・にっ“Cf
)i゛IM’な#i’j成を41するにもかかわらず商
感用二なトルクセン る。
たは電磁石)8と、この永久磁石8の両端にそれぞれ連
接して取付りられているヨーク9および10とを有する
。ヨーク9および1oのそれぞれの遊端(1’ll+の
914面は、かご状体2の円板4aおよび41)の外側
面に近接対向せしめられ、かつ棒状磁性部材5が配列さ
れている仮AJ月IJ筒面と位置整合せしめられていて
、回転伝達軸1の回動に伴なってかご状体2が回転する
と、複数本の梓状磁1り1:部材5が順次両ヨーク9お
よび10の対向するj’jiA面間に介挿せしめられで
、永久磁石8− ヨーク9−円板43−棒状磁性部材5
−円板41)−ヨーク】()−永久磁石8の径路で磁気
回路11が間欠的に病成されるようになされているo′
!l:た磁気回路11の適当な箇所、例えば永久磁石8
とヨーク10との間に、この磁気回路11の磁気的特性
の変化を検出する手段、例えばホール素子(またはコイ
ル)のような磁気検出素子12が介装されている1、以
上が本発明によるトルクセンザの第1の実施例の借成で
あるが、このよう′f!、措成によれば、トルク発生源
より発生するトルクに応じて回転伝達Il+l111に
生じるねじれによって、円板4aおよび4b間に相対的
な角偏位が生じるので、棒状磁性部材5の両端部間が相
対的に偏位せしめられ、その偏位に基づき棒状磁性部材
5の中火部に設けられている磁歪素子7に応力が加えら
れ、磁気回路J1の磁気的特性が変化し、その変化が磁
気回路11内げ介装され”Cいる磁気検出素子12によ
っで検出される6、この磁気検出素子12の出力は、増
幅器13によっ“C増幅され、次に比較器14によ−)
て&単重JEi15より−tjえられる基準電圧と比較
され、さらにA沖変俟器16全j1hじて端子17より
、トルク発生源より発生するトルクに比例したデジタル
出力が得られる6、なお、増幅器j3の出力より、周波
数−′;Iy川変換用18を通じて端子19においてト
ルク発生源の回転数を検出するとともできる。、 以1−の説明で明らかなように、本発明によるl・ルク
センサの第1の実施例によれば、トルク発生σりよp発
生ずるトルクに応じて回転伝達軸1に生じるねじれ角偏
位に基づく応力kかご状体2を構成する枠状磁性部旧5
の磁歪素子部7に加え、これによって磁歪素子部7を含
む磁気回路11の磁気的+1’¥性な変化せしめ、その
磁気的特性の変化を、1[1目(・り部分とは非接触的
に検出して、トルク発生淵より発生するトルク量を検出
するようになされているのて、冒頭で述べたような従来
のトルクセンザ、例えばひずみゲージを回転伝達軸Jに
貼イ」シて回転伝達軸10人iム1ひずみを11接検出
する用台のように、回転するひずみゲージに対する電流
イロ9給−二いつ面(filな手段をR’にける必要も
なく、また梓状磁(’1.部旧5の支持部+4である日
板4aおよび4bが、回転伝達軸Iの+1i11紳に7
1)って互に離面された2つの位1百に卦いて回転伝達
軸Jにそれぞれ固着されているので、回転伝:tlll
lのイ・γlかなねじれにヌ・l’?:l’J板4aお
よび41)が相対的に大きく偏位し1、イ・にっ“Cf
)i゛IM’な#i’j成を41するにもかかわらず商
感用二なトルクセン る。
また、かご状体2を、第2図に示されているよう(′(
二、分割形に$7り成することにより、回転伝達111
11(r+J=lするオ゛1贋,がきわめて容易となり
、り11設機杼のエンジン等のトルク検出手段として好
適なものである。
二、分割形に$7り成することにより、回転伝達111
11(r+J=lするオ゛1贋,がきわめて容易となり
、り11設機杼のエンジン等のトルク検出手段として好
適なものである。
次に、?17 、1図とのヌ°・1応部分が同一符号に
よ−)で示されている第3図を参照して、本発明による
トルク発生源の第2の実施例について説明しよう。
よ−)で示されている第3図を参照して、本発明による
トルク発生源の第2の実施例について説明しよう。
この第2の実施例と、上述した第1の実施例との相違点
は下記の通りである,、ずなゎち、第1の実M(’+例
においては、かご状体2を構成する棒状磁性部材5が、
本体部6aおよび6bと、これら間に;’It接して設
0らtVた磁歪素子部7とにより構成へれているのに対
し、第3図に示されている第2の実が11例においては
、その棒状磁性部材5′におい°C磁歪素子部7が省略
され、代りに本体部6aおよび6bが僅かなエヤギャッ
プ21)を介して対向せし2められている構成を有する
。このような摺/JV。
は下記の通りである,、ずなゎち、第1の実M(’+例
においては、かご状体2を構成する棒状磁性部材5が、
本体部6aおよび6bと、これら間に;’It接して設
0らtVた磁歪素子部7とにより構成へれているのに対
し、第3図に示されている第2の実が11例においては
、その棒状磁性部材5′におい°C磁歪素子部7が省略
され、代りに本体部6aおよび6bが僅かなエヤギャッ
プ21)を介して対向せし2められている構成を有する
。このような摺/JV。
によれば、回転伝達軸1に生じるねじれ角偏位によって
、互に分離されている本体部6aおよび61〕の対向面
積が減少して磁気回路11の磁気抵抗が増大するので、
前述した第1の実施例の場合と同様の効果を春(−7う
ろことが容易に理fffされうるであイ)う。
、互に分離されている本体部6aおよび61〕の対向面
積が減少して磁気回路11の磁気抵抗が増大するので、
前述した第1の実施例の場合と同様の効果を春(−7う
ろことが容易に理fffされうるであイ)う。
なお、Jl」−のiQ明は本発明によるトルクセンザの
僅かな実施例を示しまたに留まるが、その他種々6′)
変形変更をな(−7つるものである。
僅かな実施例を示しまたに留まるが、その他種々6′)
変形変更をな(−7つるものである。
回転伝達軸に対する着脱状I(4を説明すZ・図、第3
図は本発明によるトルク七ンーリ゛の第2の実施例を示
す概略的説明図である。、 ■・・・回転伝達軸、2・・・かご状体、3・(+’<
It気手段、4a,4b・支持用円板、5,5′・−棒
状磁性部材、6a,6b−棒状磁性部材の本体部、7・
イ1;(歪素子部、8・・永久磁石、9+ 1(1
:I−り、11−磁気回路、12・・・磁気検出素子、
20・J−ヤギャップ第1図 旦 第2図 第3図 見
図は本発明によるトルク七ンーリ゛の第2の実施例を示
す概略的説明図である。、 ■・・・回転伝達軸、2・・・かご状体、3・(+’<
It気手段、4a,4b・支持用円板、5,5′・−棒
状磁性部材、6a,6b−棒状磁性部材の本体部、7・
イ1;(歪素子部、8・・永久磁石、9+ 1(1
:I−り、11−磁気回路、12・・・磁気検出素子、
20・J−ヤギャップ第1図 旦 第2図 第3図 見
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 トルク発生源と該トルク発生源によって回動せしめられ
る負荷との間に連結されており、前記l・ルク発生源よ
り発生するトルクに応じてねじれを生ぜしめられる回転
伝達軸と、 該回転伝達軸の軸線に沿って互に離隔された2つの位置
においてそれぞれ前記回転伝達軸に固定された第1およ
び第2の支持部材と、 該第1および第2の支持部材に両端部がそれぞれ固着さ
れかつ前記第1および第2の支持部材間に前記軸線と平
行に延長して橋架されており、予め定められた半径を有
しかつ前記軸線と同軸の仮想円筒面上に配列された複数
の棒状磁性部材と、前記回転伝達軸の回動に伴なって前
記複数の棒状磁性部材と順次磁気的に係合せしめられて
該棒状磁性部材を含む磁気回路を構成する磁気手段と、
前記複数の棒状磁性部側にそれぞれ設けられており、前
記回転伝達軸のねじれに基づく前記棒状磁性部材の両端
部間の相対的な偏位に応じて前fj12磁気回路の磁気
的特性を変化せしめる手段と、前記磁気回路に関連して
設けられ1iiJ記磁気回路の磁気的11間性の変化を
検出する手段とをJl、備していることを特徴とするト
ルクセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14253782A JPS5932835A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | トルクセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14253782A JPS5932835A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | トルクセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5932835A true JPS5932835A (ja) | 1984-02-22 |
Family
ID=15317656
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14253782A Pending JPS5932835A (ja) | 1982-08-17 | 1982-08-17 | トルクセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5932835A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS6262267A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-18 | Kubota Ltd | 動力伝達軸の回転数検出方法 |
JPS62148821A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | トルクセンサ |
US4864873A (en) * | 1987-03-26 | 1989-09-12 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Torque sensor |
US4907461A (en) * | 1988-02-26 | 1990-03-13 | Toyoda Koki Kabushiki Kaisha | Torque sensor |
KR100522739B1 (ko) * | 2002-12-04 | 2005-10-20 | 엘에스전선 주식회사 | 와전류를 이용한 전자식 조향장치의 토크센서 |
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US7424830B2 (en) * | 2005-07-15 | 2008-09-16 | Hitachi Cable, Ltd. | Torque sensor |
-
1982
- 1982-08-17 JP JP14253782A patent/JPS5932835A/ja active Pending
Cited By (12)
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