【机械知识】三种扭矩测量方法的应用

SunFMEA

扭矩是能够反应机械传动系统性能的典型机械量，具有非常广泛的应用。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

——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

——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。
• 相应产品：可以采用S型力传感器，比如HBM S9M系列产品；还可以是采用轮辐式力传感器，比如HBM U10M、U10F系列产品。
  

传递法

——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。
• 相应产品：应变原理的扭矩传感器，是目前比较主流的产品，精度较高、性价比也较高。比如HBM比较有代表性的产品——高精度T12HP系列、T40B系列。