轉矩-扭矩

 

shijixieyuanjianzhuandongdelijuchengweizhuandongliju，jianchengzhuanju。jixieyuanjianzaizhuanjuzuoyongxiadouhuichanshengyidingchengdudeniuzhuanbianxing，guzhuanjuyoushiyouchengweiniuju。zhuanjushigezhonggongzuojixiechuandongzhoudejibenzaihexingshi，yudonglijixiedegongzuonengli
、能源消耗
、效率、運轉壽命及安全性能等因素緊密聯係
，轉矩的測量對傳動軸載荷的確定與控製、傳動係統工作零件的強度設計以及原動機容量的選擇等都具有重要的意義。此外,轉矩與功率的關係T=9549P/n

 

電機的額定轉矩表示額定條件下電機軸端輸出轉矩。轉矩等於力與力臂或力偶臂的乘積，在國際單位製(SI)中，轉矩的計量單位為牛頓・米(N・m)

，工程技術中也曾用過公斤力・米等作為轉矩的計量單位。電機軸端輸出轉矩等於轉子輸出的機械功率除以轉子的機械角速度。直流電動機堵轉轉矩計算公式TK=9.55KeIK torque

 

轉矩傳感器

 

利用扭軸把轉矩轉換成扭應力或扭轉角

，再轉換成與轉矩成一定關係的電信號的傳感器。扭軸的形式有實心軸、空心軸
、矩形軸等。按照作用原理不同，扭應力式轉矩傳感器可分為電阻應變式和壓磁式兩種
；扭轉角式轉矩傳感器可分為振弦式、光電式和相位差式三種。

 

電阻應變式轉矩傳感器  它把電阻應變片（見電阻應變計貼在扭軸上，應變電橋的供電和從橋路輸出信號都必須通過導電滑環(圖1)。這種傳感器結構簡單，製造方便，但因使用導電滑環
，振動頻率較低，不適於高速旋轉體和扭軸振動較大的場合使用。 轉矩是旋轉動力機械的重要工作參數，而轉矩測量已成為機械量測量中一個重要組成部分。轉矩測量應用範圍很廣泛，它滲透到工業

、農業、交通運輸、航天航空
、國防、能源
、化工等各個領域。若能準確、可靠
、方便地測出受試機械的平均或瞬時的轉矩
、轉zhuan速su和he功gong率lv，這zhe對dui改gai進jin和he提ti高gao旋xuan轉zhuan動dong力li機ji械xie的de性xing能neng大da有you裨bi益yi。同tong時shi，在zai受shou試shi機ji械xie中zhong，轉zhuan矩ju測ce量liang係xi統tong可ke作zuo為wei日ri常chang運yun行xing的de監jian視shi裝zhuang置zhi，起qi到dao故gu障zhang診zhen斷duan的de作zuo用yong或huo可ke用yong做zuo自zi動dong控kong製zhi係xi統tong中zhong的de檢jian測ce裝zhuang置zhi。 轉矩測量技術的發展取決於傳感器
、信號傳輸和測量儀的研究。傳感器從介入式發展成不介入式。
 

信xin號hao傳chuan輸shu由you接jie觸chu式shi滑hua環huan傳chuan輸shu發fa展zhan成cheng無wu接jie觸chu式shi傳chuan輸shu。目mu前qian，由you於yu微wei機ji的de應ying用yong，轉zhuan矩ju測ce量liang儀yi性xing能neng大da大da提ti高gao。本ben文wen研yan究jiu的de磁ci彈dan性xing轉zhuan矩ju測ce量liang儀yi由you磁ci彈dan性xing轉zhuan矩ju傳chuan感gan器qi和he後hou續xu測ce量liang電dian路lu組zu成cheng，它ta是shi利li用yong鐵tie磁ci材cai料liao的de磁ci彈dan性xing效xiao應ying(壓磁效應)測ce量liang轉zhuan矩ju的de儀yi表biao。由you於yu測ce量liang元yuan件jian不bu與yu轉zhuan軸zhou接jie觸chu，不bu隨sui轉zhuan軸zhou運yun動dong
，因yin此ci信xin號hao的de引yin出chu較jiao方fang便bian，不bu需xu要yao導dao電dian滑hua環huan
，可ke靠kao性xing高gao，堅jian固gu耐nai用yong
，且qie對dui溫wen度du和he幹gan擾rao不bu敏min感gan。通tong過guo實shi驗yan證zheng明ming，輸shu出chu電dian壓ya與yu轉zhuan矩ju呈cheng線xian性xing關guan係xi。 本文詳細地介紹了磁彈性轉矩測量儀的各個組成部分，重點研究了如何準確地、可靠地實現轉矩的測量。

 

 

壓磁式轉矩傳感器  它的扭軸由鐵磁材料製成，受轉矩作用時軸中產生方向性應力，並出現磁的各向異性，即在拉應力作用下磁阻減少；而在壓應力作用下磁阻增大。這種傳感器沒有導電滑環，屬於非接觸測量，具有可靠性高、堅固耐用、輸出電壓高
、對溫度和幹擾不敏感等優點。

 

振弦式轉矩傳感器  它利用振弦敏感扭轉角來測量轉矩（見振弦式傳感器），其特點是采用頻率信號傳遞方式

，抗幹擾性能好。

 

光電式轉矩傳感器  它由一個扭軸和兩個光柵盤構成(圖2)。兩光柵盤上有相等數量輻射狀黑色部位。扭軸受轉矩作用時產生扭轉角變形，光柵盤1與2相差一個角度,形成透光口,光電元件遂有一調寬脈衝輸出，轉矩越大,透光口開度也越大,因而光電流脈衝的寬度也就越大。脈衝電流平均值與轉矩成正比。這種傳感器屬於非接觸式
，但光源必須穩壓供電（見光電式傳感器）。

 

相位差式轉矩傳感器  它(ta)由(you)一(yi)個(ge)扭(niu)軸(zhou)兩(liang)個(ge)齒(chi)輪(lun)和(he)一(yi)對(dui)磁(ci)阻(zu)式(shi)脈(mai)衝(chong)發(fa)生(sheng)器(qi)組(zu)成(cheng)。每(mei)個(ge)齒(chi)輪(lun)的(de)齒(chi)頂(ding)上(shang)方(fang)裝(zhuang)有(you)由(you)線(xian)圈(quan)和(he)磁(ci)鋼(gang)所(suo)組(zu)成(cheng)的(de)檢(jian)測(ce)器(qi)。當(dang)扭(niu)軸(zhou)發(fa)生(sheng)扭(niu)轉(zhuan)時(shi)，兩(liang)個(ge)檢(jian)測(ce)器(qi)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)產(chan)生(sheng)相(xiang)位(wei)差(cha)，它(ta)與(yu)所(suo)傳(chuan)遞(di)的(de)轉(zhuan)矩(ju)大(da)小(xiao)相(xiang)對(dui)應(ying)，測(ce)出(chu)相(xiang)位(wei)差(cha)就(jiu)可(ke)測(ce)量(liang)相(xiang)應(ying)的(de)轉(zhuan)矩(ju)值(zhi)。這(zhe)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)特(te)點(dian)是(shi)測(ce)量(liang)精(jing)度(du)高(gao)
，屬(shu)於(yu)非(fei)接(jie)觸(chu)測(ce)量(liang)，穩(wen)定(ding)性(xing)好(hao),轉矩值用數字量直讀
，容易進行記錄和控製，結構簡單。

 

扭矩傳感器，(又稱力矩傳感器、扭力傳感器、轉矩傳感器、扭矩儀)分為動態和靜態兩大類，其中動態扭矩傳感器又可叫做轉矩傳感器
、轉矩轉速傳感器、非接觸扭矩傳感器
、旋轉扭矩傳感器等。 扭niu矩ju傳chuan感gan器qi是shi對dui各ge種zhong旋xuan轉zhuan或huo非fei旋xuan轉zhuan機ji械xie部bu件jian上shang對dui扭niu轉zhuan力li矩ju感gan知zhi的de檢jian測ce。扭niu矩ju傳chuan感gan器qi將jiang扭niu力li的de物wu理li變bian化hua轉zhuan換huan成cheng精jing確que的de電dian信xin號hao。扭niu矩ju傳chuan感gan器qi可ke以yi應ying用yong在zai製zhi造zao粘zhan度du計ji，電dian動dong(氣動，液力)扭力扳手
，它具有精度高
，頻響快
，可靠性好
，壽命長等優點。

 

 

扭niu矩ju是shi在zai旋xuan轉zhuan動dong力li係xi統tong中zhong最zui頻pin繁fan涉she及ji到dao的de參can數shu，為wei了le檢jian測ce旋xuan轉zhuan扭niu矩ju，使shi用yong較jiao多duo的de是shi扭niu轉zhuan角jiao相xiang位wei差cha式shi傳chuan感gan器qi。該gai傳chuan感gan器qi是shi在zai彈dan性xing軸zhou的de兩liang端duan安an裝zhuang著zhe兩liang組zu齒chi數shu、形狀及安裝角度完全相同的齒輪
，在齒輪的外側各安裝著一隻接近(磁或光)傳chuan感gan器qi。當dang彈dan性xing軸zhou旋xuan轉zhuan時shi，這zhe兩liang組zu傳chuan感gan器qi就jiu可ke以yi測ce量liang出chu兩liang組zu脈mai衝chong波bo
，比bi較jiao這zhe兩liang組zu脈mai衝chong波bo的de前qian後hou沿yan的de相xiang位wei差cha就jiu可ke以yi計ji算suan出chu彈dan性xing軸zhou所suo承cheng受shou的de扭niu矩ju量liang。該gai方fang法fa的de優you點dian：實現了轉矩信號的非接觸傳遞
，檢測信號為數字信號;缺點：體積較大
，不易安裝，低轉速時由於脈衝波的前後沿較緩不易比較，因此低速性能不理想。

 

 

扭矩測試比較成熟的檢測手段為應變電測技術，它具有精度高
、頻響快、可靠性好、壽命長等優點。 jiangzhuanyongdeceniuyingbianpianyongyingbianjiaozhantiezaibeicedanxingzhoushang
，bingzuchengyingbianqiao
，ruoxiangyingbianqiaotigonggongzuodianyuanjikeceshigaidanxingzhoushouniudedianxinhao。zhejiushijibendeniujuchuanganqimoshi。danshizaixuanzhuandonglichuandixitongzhong，zuijishoudewentishixuanzhuantishangdeyingbianqiaodeqiaoyashurujijiancedaodeyingbianxinhaoshuchuruhekekaodizaixuanzhuanbufenyujingzhibufenzhijianchuandi
，tongchangdezuofashiyongdaodianhuahuanlaiwancheng。 由you於yu導dao電dian滑hua環huan屬shu於yu磨mo擦ca接jie觸chu，因yin此ci不bu可ke避bi免mian地di存cun在zai著zhe磨mo損sun並bing發fa熱re，因yin而er限xian製zhi了le旋xuan轉zhuan軸zhou的de轉zhuan速su及ji導dao電dian滑hua環huan的de使shi用yong壽shou命ming。及ji由you於yu接jie觸chu不bu可ke靠kao引yin起qi信xin號hao波bo動dong

，因yin而er造zao成cheng測ce量liang誤wu差cha大da甚shen至zhi測ce量liang不bu成cheng功gong。為wei了le克ke服fu導dao電dian滑hua環huan的de缺que陷xian，另ling一yi個ge辦ban法fa就jiu是shi采cai用yong無wu線xian電dian遙yao測ce的de方fang法fa :將扭矩應變信號在旋轉軸上放大並進行V/F轉換成頻率信號
，通過載波調製用無線電發射的方法從旋轉軸上發射至軸外，再用無線電接收的方法

，就可以得到旋轉軸受扭的信號。 旋轉軸上的能源供應是固定在旋轉軸上的電池。該方法即為遙測扭矩儀。

 

 

扭矩傳感器是一種測量各種扭矩、轉速及機械功率的精密測量儀器。應用範圍十分廣泛
，主要用於：

 

1、電動機

、發動機、內燃機等旋轉動力設備輸出扭矩及功率的檢測;

 

2

、風機
、水泵、齒輪箱
、扭力板手的扭矩及功率的檢測;

 

3、鐵路機車
、汽車
、拖拉機、飛機、船舶、礦山機械中的扭矩及功率的檢測;

 

4

、可用於汙水處理係統中的扭矩及功率的檢測;

 

5、可用於製造粘度計;

 

6、可用於過程工業和流程工業中;

 

7、可以應用於實驗室，測試部門以及生產監控和質量控製;

 

注意事項：

 

1.安裝時
，不能帶電操作，切莫直接敲打
、碰撞傳感器。

 

2.聯軸器的緊固螺栓應擰緊 ,聯軸器的外麵應加防護罩，避免人身傷害。

 

3.信號線輸 出不得對地 ,對電源短路,輸出電流不大於10mA· 屏蔽電纜線的屏蔽層必須與 +15V電源的公共端(電源地)連接。

 

以(yi)上(shang)便(bian)是(shi)我(wo)為(wei)大(da)家(jia)整(zheng)理(li)出(chu)來(lai)的(de)有(you)關(guan)扭(niu)矩(ju)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)一(yi)些(xie)基(ji)本(ben)的(de)信(xin)息(xi)了(le)，雖(sui)然(ran)通(tong)常(chang)接(jie)觸(chu)到(dao)它(ta)的(de)都(dou)是(shi)一(yi)些(xie)專(zhuan)業(ye)人(ren)士(shi)，而(er)我(wo)們(men)隻(zhi)是(shi)使(shi)用(yong)它(ta)，並(bing)不(bu)會(hui)真(zhen)正(zheng)接(jie)觸(chu)到(dao)它(ta)
，但(dan)是(shi)，我(wo)覺(jiao)得(de)能(neng)夠(gou)多(duo)多(duo)了(le)解(jie)這(zhe)方(fang)麵(mian)的(de)信(xin)息(xi)
、知zhi識shi還hai是shi非fei常chang有you必bi要yao的de。學xue習xi了le解jie了le，我wo們men不bu一yi定ding非fei得de使shi用yong它ta
，但dan是shi學xue到dao了le就jiu會hui成cheng為wei我wo們men自zi己ji的de東dong西xi，隨sui時shi都dou可ke以yi拿na出chu來lai用yong，不bu要yao等deng到dao真zhen正zheng需xu要yao時shi，才cai知zhi道dao著zhe急ji求qiu助zhu。

 

 

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