扭矩测量方法

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ccyv2扭矩测量的方法原理
引言:扭矩是工厂场地上大多数设备的重要被测量对象之一。测量扭矩常常被误解,这就可能导致对测量系统的过度设计或设计不足。本文介绍多种用于扭矩测量的技术和折衷方法。
扭矩可以分为两大类,静态扭矩或动态扭矩。用于测量扭矩的方法可以被进一步分为两类,反扭矩和联机扭矩测量。被测扭矩的类型以及现有各类传感器,对所测的数据精度及测量的成本有重要影响。
在讨论静态和动态扭矩的比较中,最容易入手的是首先了解静力和动力的差异。简而言之,动力包括加速度,而静力则没有。
动力和加速度之间的联系被描述为牛顿第二定律:F=ma(力等于物质质量乘以加速度)。以汽车自身物质(质量)把车停下所需要的力就是动力,因为汽车必须被减速。由刹车卡钳施加以停止汽车的力就是静力,因为所涉及的刹车垫没有加速度。
扭矩只是旋转力或通过一定距离产生的力。根据前面的讨论,它被认为是静力,如果它没有角加速度的话。时钟弹簧施加的扭矩就是静态扭矩,因为没有旋转,因而也就没有角加速度。当汽车以匀速在高速公路上巡航的时候,通过汽车传动轴传输的扭矩就是一个旋转静态扭矩的例子,因为即使存在旋
转,以匀速行驶也没有加速度。
汽车引擎产生的扭矩有静态和动态扭矩,取决于测量的部位。如果在机轴中测量扭矩,当汽缸每一次燃烧且活塞旋转机轴的时候,就有大的动态扭矩波动。如果在传动轴测量扭矩,那几乎就是静态扭矩,因为调速轮和传动系统要阻尼引擎产生的动态扭矩。用曲柄提升车窗所需要的扭矩就是静态扭矩的例子,尽管涉及到旋转加速度,因为曲柄的加速和旋转惯性很小,与车窗运动有关的摩擦力相比,所产生的动态扭矩(扭矩=旋转惯性*旋转加速度)可以忽略不计。
最后一个例子描述了一个事实,大多测量应用都在某种程度上涉及静态和动态扭矩。如果动态扭矩是整个扭矩的主要组成部分或是感兴趣的扭矩,那么,要特别考虑何时对其作出最佳的测量。
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反扭矩与联机扭矩的比较
通过在扭矩支撑零件之间插入一种扭矩传感器,可以做联机扭矩测量,非常类似于在套筒和套筒扳手之间插入延长杆。旋转套筒所需要的扭矩直接由套筒延长杆支撑。该方法容许扭矩传感器被放置在尽可能与感兴趣的扭矩靠近的地方,并避免可能出现的测量误差,如寄生扭矩(轴承等等)、无关负载和具有大的旋
转惯性的零件(会阻尼动态扭矩)。
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图3:滑环是一种经济的解决方案。
在中低速(旋转的情形下),导电环和导电刷之间的电气连接相对而言没有噪声,然而,在较高速(旋转引起)的噪声将严重降低它们的性能。滑环的最大旋转速度(rpm)由导电刷/导电环接触表面的速度决定。因此,对于较大的、典型的(具有)较高扭矩力的传感器,由于滑环的直径较大,因而在给定的rpm条件下表面速度就较高,从而导致最大工作速度较低。
对于力的大小为中等的扭矩传感器,典型的最大速度在5,000 rpm范围内。导电刷/导电环界面的拖曳力矩可能引起问题,特别是对非常小的扭矩力进行测量或应用,驱动扭矩遇到的麻烦可能是无法克服导电刷的拖曳力矩。
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离合器摩擦片结构图为了克服滑环的一些缺点,人们设计出了旋转变压器系统。它利用旋转变压器,把电能传输给正在旋转的传感器。外部仪器通过激励变压器把一个交流激励电压提供给应变计桥。传感器的应变计桥然后驱动次级旋转变压器线圈,以便从旋转的传感器取出扭矩信号。通过取消滑环的导电刷和导电环,易于磨损的问题消失了,使旋转变压器系统适合于长期测试应用。屋面玻纤瓦

本文发布于:2023-08-13 23:55:25,感谢您对本站的认可!

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