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HBK課程筆記 | 扭矩測量的三種方法

2022-03-23 14:52:24·  來源：HBM測試與測量  
　
扭矩是能夠反應(yīng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)性能的典型機(jī)械量，具有非常廣泛的應(yīng)用。根據(jù)不同的測量原理，我們將介紹三種扭矩測量的方法，包括能量轉(zhuǎn)換法、平衡力法、傳遞法，其中傳遞法的應(yīng)用最為廣泛。
扭矩是能夠反應(yīng)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)性能的典型機(jī)械量，具有非常廣泛的應(yīng)用。根據(jù)不同的測量原理，我們將介紹三種扭矩測量的方法，包括能量轉(zhuǎn)換法、平衡力法、傳遞法，其中傳遞法的應(yīng)用最為廣泛。
能量轉(zhuǎn)換法
——也就是根據(jù)能量守恒定律，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的方法，比如將相應(yīng)的電能、熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而計(jì)算出扭矩。

  • 具體方法：測量旋轉(zhuǎn)機(jī)械的供電電壓、電流、流量、壓力，再測出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，由電壓、電流、流量、壓力可以得到功率，然后再根據(jù)功率、轉(zhuǎn)速和扭矩之間的關(guān)系，可以得到具體的扭距數(shù)值。
  • 局限性：這種方法測量精度很差，誤差可能高達(dá)10%以上。
  • 適用性：只想了解大概的數(shù)據(jù)，不需要精確數(shù)據(jù)的應(yīng)用。這是幾十年前常見的使用方法，現(xiàn)在不太常用。
平衡力法
——在旋轉(zhuǎn)機(jī)械的機(jī)體上存在一個(gè)大小相等，方向相反的一個(gè)反作用力矩，通過測量反作用力距來得到相應(yīng)的扭矩。
  • 具體方法：采用一個(gè)力臂加上一個(gè)力傳感器來進(jìn)行扭矩的測量，也就是力乘以力臂得到扭矩。
  • 局限性：力和力臂這種形式不能反映動(dòng)態(tài)信號的變化，一般只能用來做相對穩(wěn)態(tài)的測量，不適合用于動(dòng)態(tài)測量；它不是直接測量的解決方法，也是間接計(jì)算過來的。
  • 適用性：這種方法能保證一定的精度，但不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量。常見的應(yīng)用有水渦流測功機(jī)、電渦流測功機(jī)。
  • 相應(yīng)產(chǎn)品：可以采用S型力傳感器，比如HBM S9M系列產(chǎn)品；還可以是采用輪輻式力傳感器，比如HBM U10M、U10F系列產(chǎn)品。
傳遞法
——根據(jù)彈性軸在傳遞扭矩時(shí)，所產(chǎn)生的物理參數(shù)的變化，從而測量扭矩的方法。
  • 具體方法：根據(jù)彈性軸的變形、應(yīng)變、應(yīng)力跟扭矩之間的關(guān)系得到扭距，
  • 適用性：精度較高，動(dòng)態(tài)靜態(tài)都可以測量，應(yīng)用最為廣泛。
  • 相應(yīng)產(chǎn)品：應(yīng)變原理的扭矩傳感器，是目前比較主流的產(chǎn)品，精度較高、性價(jià)比也較高。比如HBM比較有代表性的產(chǎn)品——高精度T12HP系列、T40B系列。

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