如何更好地测量扭矩？

SunFMEA软件

扭矩测量是汽车工业中许多测试的一个关键因素。人们对电机和汽车部件的要求越来越高：更高的能效、更低的消耗和更大的范围。这也意味着在研发过程中对精度的要求更高了，因此对测试设备的要求也更高。那么，如何更好地测量扭矩呢？

在应用中，人们倾向于仅使用一个扭矩传感器来覆盖多个测量范围。如果在测量过程中必须覆盖不同尺寸的测量范围，例如在发动机测试中，这一要求尤其苛刻。然后，扭矩传感器必须根据测试情况获得高扭矩和低扭矩，在整个测量范围内保持一致的精度。主要挑战是在测量精度和误差容限之间实现平衡。

比如制动测试，出现的峰值扭矩远远高于平均测量扭矩。传感器的标称（额定）测量范围大小适当，以确保传感器不会因峰值扭矩而过载、损坏甚至毁坏。峰值扭矩代表应用中的最大扭矩。然而，如果将传感器调到最大扭矩，它可能会在测量测试期间出现的其他扭矩时尺寸过大。尺寸过大的传感器有一个缺点：必须用于评估误差的重要数据表信息是指标称（额定）测量范围，而不是平均测量扭矩。

那如何才能更好地测量扭矩呢？根据不同的测量原理，我们将介绍三种扭矩测量的方法，包括能量转换法、平衡力法、传递法，其中传递法的应用最为广泛。

能量转换法

能量转换法是指根据能量守恒定律，利用热能、电能等其他参数来测量扭矩的一种间接测量方法。这种方法并不常用，其测量误差相对较高，一般为±(10~15)%，只有当直接测量无法进行时才考虑采用该种方法。

也就是根据能量守恒定律，进行能量转换的方法，比如将相应的电能、热能转化为机械能，从而计算出扭矩。


具体方法：测量旋转机械的供电电压、电流、流量、压力，再测出相应的转速，由电压、电流、流量、压力可以得到功率，然后再根据功率、转速和扭矩之间的关系，可以得到具体的扭距数值。

局限性：这种方法测量精度很差，误差可能高达10%以上。

适用性：只想了解大概的数据，不需要精确数据的应用。这是几十年前常见的使用方法，现在不太常用。

平衡力法

处于匀速工作状态的传动机械构件，其主轴和机体上一定同时存在一对扭矩T和T‘，并且二者大小相等、方向相反。通过测量机体上的T‘来测量主轴上T的方法称为平衡力法.设F为力臂上的作用力，L为力臂长度，则T‘=LF。可见，测得F和L，即可得出T‘和T.

说的通俗点就是，在旋转机械的机体上存在一个大小相等，方向相反的一个反作用力矩，通过测量反作用力距来得到相应的扭矩。


具体方法：采用一个力臂加上一个力传感器来进行扭矩的测量，也就是力乘以力臂得到扭矩。

局限性：力和力臂这种形式不能反映动态信号的变化，一般只能用来做相对稳态的测量，不适合用于动态测量；它不是直接测量的解决方法，也是间接计算过来的。

适用性：这种方法能保证一定的精度，但不能进行动态测量。常见的应用有水涡流测功机、电涡流测功机。

传递法

传递扭矩时弹性元件的物理参数会发生某种程度的变化，利用这种变化与扭矩的对应关系来测量扭矩的方法被称为传递法。按照不同的物理参数，可将传递法进一步划分为磁弹性式、应变式、振弦式，光电式、磁电式、电容式、光纤式、无线声表面波式、磁敏式、激光多普勒式、软测量式、激光衍射式等多种扭矩测量方法。目前，国内外扭矩测量所应用的方法绝大多数是传递法。

通俗一点来说就是根据弹性轴在传递扭矩时，所产生的物理参数的变化，从而测量扭矩的方法。


具体方法：根据弹性轴的变形、应变、应力跟扭矩之间的关系得到扭距，

适用性：精度较高，动态静态都可以测量，应用最为广泛。

laker

资料很详细

黄道江

lurenjia2011050

感谢分享

flyerchang

谢谢分享