扭矩测量 | 传动系统测量扭矩的方法 原创

在很多应用中，扭矩是一个非常重要的机械量。精确测量扭矩，尤其是旋转部件上的扭矩，对试验台制造商和用户提出了很高要求。

目前有两种方法可以进行扭矩测量: 直接测量法和间接测量法。

直接测量法

通过直接对传动系统进行扭矩测量，获得扭矩信号。通常，扭矩法兰为非接触式信号传输, 例如T12数字扭矩传感器，或T40B扭矩传感器。

直接测量法具有很多技术优势：

• HBK研发的法兰技术，以极短的设计为特点，可轻松将高品质扭矩传感器集成到试验台中。
• 其他的优势包括高精度扭矩测量，以及能够测量极高的转速。

间接测量法

通过测量传动系统中的电机功率，或是通过测量反作用力来间接测定扭矩。

现代测试测量设备可轻松测定电机的电功率和转速。然而，在计算扭矩时，由于功率损耗和设备的操作状态也被包含在计算过程中，会引起较大的误差和测量不确定性，且标定非常困难。

图1 采用力传感器进行反作用扭矩测量

反作用力测量也可用于扭矩的间接测定。施加到杠杆臂端的力可以采用力传感器测量。通过对驱动系中一些辅助量的测量即可计算出扭矩，例如，通过轴扭转产生的应变或是轴扭转的角度的测定也可计算出扭矩。

图2 反作用扭矩测量/测功机

间接测定的缺点

基于力传感器的扭矩测量

通过力传感器（如自校准制动，图1）利用反作用力扭矩测量来确定扭矩，需要复杂的机械结构。需考虑以下干扰效应，否则可能导致测量误差：

• 自校准制动随时间产生的性能波动。
• 温度变化导致杠杆臂膨胀。

此外，由于涉及较大质量（实际上相当于 “机械低通滤波器”，图2），该方法不适合动态测试。

基于辅助量的测量

当使用应变、转角等辅助量确定待测扭矩时，必须考虑以下个体误差：

• 轴直径和输入轴长度的公差导致的误差。
• 转角测量误差。

此外，应用这些测量方法时，温度补偿只能部分地减少测量误差，无法完全消除。

官网：

<HBM应变片：应力测试测量优选>

<HBM称重传感器：称重精度，久经验证>

<HBM力传感器： 应变和压电两种测量技术>

<HBM扭矩传感器和转矩传感器>

<电功率测试 - 从部件到车辆能源管理>

<数据采集系统与设备>

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