在工业自动化与旋转机械监测领域，PCB扭矩传感器凭借其高精度与可靠性成为核心测量工具。其工作原理基于应变片的电桥效应与多级信号处理技术，通过物理形变到电信号的转换，实现对扭矩的精准捕捉。
 

　　一、核心原理：应变片的电桥效应

　　PCB扭矩传感器的核心部件是粘贴在弹性测量轴上的金属电阻应变片。当扭矩施加于弹性轴时，轴体产生微米级扭转形变，导致应变片表面材料发生拉伸或压缩应变。这种应变直接改变应变片的电阻值——拉伸区电阻增大，压缩区电阻减小。多个应变片按惠斯通电桥结构排列，形成四组电阻桥臂。当扭矩作用时，桥臂电阻的对称变化使电桥输出与扭矩成正比的微弱电压信号（通常为mV级）。例如，在电机测试中，弹性轴每扭转1°可能产生0.5mV的电压变化。

　　二、信号处理：从模拟到数字的精密转换

　　原始电压信号需经过多级处理以提高抗干扰能力与测量精度。PCB扭矩传感器内置专用信号调理电路，首先通过仪表放大器（如AD620）将mV级信号放大至1.5V±1V的强信号，消除传输损耗。随后，电压-频率转换器（V/F）将模拟电压转换为频率信号，例如将1V电压对应10kHz频率，实现信号的数字化编码。这种转换方式显著提升了抗电磁干扰能力，尤其适用于变频器、大功率电机等强干扰环境。

　　三、非接触式传输：旋转变压器的创新应用

　　为解决旋转轴与静止系统间的信号传输难题，PCB扭矩传感器采用旋转变压器技术。能源环形变压器的初级线圈固定于传感器外壳，次级线圈随弹性轴旋转，通过电磁感应为旋转部分的电路提供±15V交流电源。信号环形变压器则反向工作，将旋转部分产生的频率信号无接触传递至静止端。这种设计避免了传统滑环的磨损问题，同时通过0.5mm的气隙密封结构，使传感器在粉尘、油污等恶劣环境中仍能稳定工作。