KYOWA TP-20KCD高精度滑环式扭矩传感器

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Shenyang Shangmin Electric Co., Ltd

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KYOWA TP-20KCD高精度滑环式扭矩传感器

发布时间: 2025-11-03 15:02

KYOWA TP-20KCD 是日本共和电业（KYOWA）推出的一款高精度滑环式扭矩传感器，专为工业自动化、汽车制造及科研测试等领域设计，可实时监测旋转轴的扭矩变化。

商品信息

一、核心参数与功能

1. 物理与电气特性

额定容量：2 N・m（扭矩测量范围）；
输出信号：0.75~1.5 mV/V（对应 1500~3000×10⁻⁶应变），适配通用应变仪或放大器；
输入 / 输出阻抗：350 Ω±0.5%，支持 4 V AC/DC 激励（推荐 1~4 V）；
旋转速度：最高 4000 rpm，适用于高速旋转设备（如电机、齿轮箱）；
温度范围：0~60℃（工作与补偿范围），零点与输出温度漂移均≤±0.03% RO/℃。

2. 精度与可靠性

非线性与滞后：均控制在 ±1% RO 以内，满足精密制造需求；
抗干扰设计：旋转噪声≤12×10⁻⁶应变（P-P），内置 RC 滤波抑制高频干扰；
过载保护：支持 120% 额定容量过载，机械寿命≥10⁷次。

3. 结构与接口

紧凑设计：质量约 560 g，外径 7.6 mm，采用 DIN 标准安装脚，便于集成至狭小空间；
电缆配置：标配 5 m 长 4 芯屏蔽氯丁橡胶电缆（TT-04 接口），支持延长至 30 m；
联轴器适配：需搭配专用挠性联轴器（如 FC-1B/FC-2B），补偿轴偏差（径向≤0.1 mm，角度≤1°）。

二、应用场景与案例

1. 汽车动力总成测试

案例：
在发动机台架试验中，TP-20KCD 实时监测曲轴扭矩，结合转速数据计算输出功率。当扭矩波动超过 ±3% 时，系统自动触发停机保护，确保测试安全。
优势：
高精度测量（±1% RO）可验证发动机设计参数，减少研发周期 15%。

2. 工业机器人关节控制

案例：
协作机器人的关节驱动轴安装 TP-20KCD，通过 Modbus RTU 通信将扭矩数据反馈至控制器。当负载异常（如碰撞）时，系统 0.1 秒内制动，符合 ISO 10218-1 安全标准。
集成价值：
滑环式结构避免了无线传输延迟（<1 ms），确保实时闭环控制。

3. 科研教学实验

案例：
高校机械实验室使用 TP-20KCD 研究材料疲劳特性，通过正弦波加载测试（0~2 N・m），采集扭矩 - 应变曲线。配套 UCAM-60B 数据记录仪实现 200 Hz 高速采样。
扩展性：
可与 KYOWA 其他传感器（如 KFG 应变片、DTPA 位移传感器）组成多参数测试系统。

三、替代方案与采购建议

1. 兼容型号对比

替代型号	核心差异	适用场景
TP-2KCD	额定容量 0.2 N・m，更小尺寸（外径 6 mm）	微型电机测试
TPH-A-2NM	法兰式安装，支持更高转速（6000 rpm）	高速离心机监测
PCB Piezotronics 208C01	压电式设计，带宽更宽（0~10 kHz）	冲击扭矩测量

2. 采购与库存管理

渠道选择：
通过 KYOWA 中国总代理（如深圳现代豪方仪器）采购，提供 1 年质保及技术支持。
停产状态：
目前 TP-20KCD 仍在产，但部分代理商库存有限，建议优先咨询替代型号 TP-D 系列（如 TP-D-2NM）
价格参考：
市场报价约 2345 元（含 TT-04 电缆），批量采购可享 10% 折扣。

四、安装与维护指南

1. 安装步骤

轴对中：使用激光对中仪调整两轴同轴度，确保偏差≤0.05 mm；
联轴器安装：预紧 FC-1B 联轴器至规定扭矩（M3 螺栓：1.2 N・m）；
电缆固定：在传感器出线端使用尼龙扎带固定，避免拉扯。

2. 校准与调试

零点校准：空载状态下，通过放大器（如 WGA-900A）调整零点漂移至 ±0.05% RO 以内；
满量程校准：施加 2 N・m 标准扭矩，微调放大器增益使输出达 1.5 mV/V。

3. 故障排查

故障现象	可能原因	解决方法
输出漂移	温度变化超过 10℃/h	延长预热时间至 30 分钟，增加温度补偿模块
信号噪声大	电缆屏蔽层接地不良	单点接地（传感器端），更换双绞屏蔽线
联轴器异响	轴偏差过大或螺栓松动	重新对中，检查螺栓扭矩

五、技术支持与资源

1. 官方文档

用户手册：
访问 KYOWA 官网下载 TP-D 系列规格书（含 TP-20KCD 参数），或联系代理商获取中文版本。
配置工具：
使用 KFS-8100 软件进行远程参数设置与实时波形监控，支持 CSV 格式数据导出。

2. 升级建议

若需提升通信能力，可选择 TP-D-2NM + CANopen 模块，实现与 PLC 的高速通信（1 Mbps），响应时间 < 5 ms。

六、总结

KYOWA TP-20KCD 凭借高精度测量、高可靠性设计和灵活集成能力，成为工业自动化与科研测试领域的经典扭矩传感器。尽管面临 TP-D 系列等新型号的竞争，其成熟的市场配套与稳定性能仍适用于多数场景。在实际应用中，需严格遵循安装规范（如轴对中、联轴器选型），并通过定期校准（建议每年一次）维持精度。若需替代方案，可优先考虑 TP-D 系列或第三方品牌（如 PCB Piezotronics），以满足更高动态响应需求