传动系统的扭矩测量方法

在很多应用中,扭矩是一个 非常重要的机械量。精确地进行扭矩测量,尤其是旋转部件,很多测试台架和用户都有着极高的要求。

现在有两种方法进行扭矩测量: 直接间接法。

直接测量法

直接测量法:直接对 驱动系进行扭矩测量 获得扭矩信号。 一般来说,扭矩法兰用于非接触式测量, 例如 T12 数字扭矩传感器或 T40B 扭矩传感器。

扭矩直接测量法提供很多技术优势。采用极短的设计,HBM 开发的扭矩法兰非常容易集成到测试台中。其他的优势包括 高精度扭矩测量能够测量极高的转速

间接测量

扭矩可以通过电机的功率,或是通过测量反作用力来间接测定

通过现代测试设备,电机功率和转速很容易测量,这样,就可以通过计算的方式获得扭矩。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,另外 标定 非常困难。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。

间接测定的缺点

图1: 采用力传感器进行反作用扭矩测量
图 2: 反作用扭矩测量 / 测功机

采用力传感器进行扭矩测量

采用 力传感器,通过反作用力矩方法间接测定扭矩 - 例如自校准制动 (图1) - 需要 复杂的机械 结构。干扰,例如杠杆臂伴随温度产生的热胀冷缩需要加以考虑,否则将会引起较大的 测量误差

另外, 由于涉及到大质量,这种方法 不适合用于动态测试 (见图 2).

通过辅助量测定

当采用辅助量间接测量扭矩,例如通过应变和转角时,产生测量误差是不可避免地。输入的轴的长度和直径公差以及转角的测量误差无 可避免地会影响测量精度,造成测量误差。另外,当采用这些测量方法时,温度补偿 只能部分地减少测量误差,无法完全消除。

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