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傳動(dòng)系統(tǒng)的扭矩測(cè)量方法

2022-03-23 17:05:29·  來(lái)源：HBM測(cè)試測(cè)量  
　
今天正常情況下，我們?cè)u(píng)價(jià)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)是不是強(qiáng)大，會(huì)用到馬力和扭矩這兩個(gè)名詞。扭矩是使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的一種特殊的力矩，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩就是指發(fā)動(dòng)機(jī)從曲軸端輸出
正常情況下，我們?cè)u(píng)價(jià)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)是不是強(qiáng)大，會(huì)用到馬力和扭矩這兩個(gè)名詞。扭矩是使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的一種特殊的力矩，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩就是指發(fā)動(dòng)機(jī)從曲軸端輸出的力矩。對(duì)于家用轎車(chē)而言，扭矩越大加速性越好；對(duì)于越野車(chē)，扭矩越大其爬坡能力越強(qiáng)；對(duì)于貨車(chē)而言，扭矩越大，車(chē)載重能力越大。
在很多應(yīng)用中，扭矩是一個(gè)非常重要的機(jī)械量。需要精確地進(jìn)行扭矩測(cè)量，尤其是旋轉(zhuǎn)部件，很多測(cè)試臺(tái)架和用戶(hù)都對(duì)其有極高的要求。
關(guān)于傳動(dòng)系統(tǒng)的扭矩測(cè)量方法，小霍今天會(huì)介紹兩種：直接法和間接法。
直接測(cè)量法
直接對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行扭矩測(cè)量，獲得扭矩信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，扭矩法蘭用于非接觸式測(cè)量, 例如T12數(shù)字扭矩傳感器或T40B扭矩傳感器。
扭矩直接測(cè)量法提供很多技術(shù)優(yōu)勢(shì)。采用極短的設(shè)計(jì)，HBM開(kāi)發(fā)的扭矩法蘭非常容易集成到測(cè)試臺(tái)中。其他的優(yōu)勢(shì)包括高精度扭矩測(cè)量，并能夠測(cè)量轉(zhuǎn)速。
間接測(cè)量法
扭矩可以通過(guò)電機(jī)的功率，或是通過(guò)測(cè)量反作用力來(lái)間接測(cè)定。
通過(guò)現(xiàn)代測(cè)試設(shè)備，電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速很容易測(cè)量，這樣，就可以通過(guò)計(jì)算的方式獲得扭矩。然而，在計(jì)算扭矩時(shí)，由于功率損耗和設(shè)備的操作狀態(tài)也被包含在計(jì)算過(guò)程中，會(huì)引起較大的誤差和測(cè)量不確定性，另外標(biāo)定非常困難。
反作用力測(cè)量也可用于扭矩的間接測(cè)定。施加到杠桿臂端的力可以采用 力傳感器測(cè)量。通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)系中一些輔助量的測(cè)量，即可計(jì)算出扭矩，例如，通過(guò)軸扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的應(yīng)變或是軸扭轉(zhuǎn)角度的測(cè)定也可計(jì)算出扭矩。
間接測(cè)定的缺點(diǎn)
采用力傳感器進(jìn)行扭矩測(cè)量，通過(guò)反作用力矩法間接測(cè)定扭矩：
例如自校準(zhǔn)制動(dòng)器（圖 1），需要通過(guò)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)并需要考慮干擾效應(yīng)。例如需要考慮杠桿臂隨溫度產(chǎn)生的熱脹冷縮等干擾因素，否則將會(huì)引起較大的測(cè)量誤差。
另外，由于涉及的質(zhì)量較大，這種方法不適合用于動(dòng)態(tài)測(cè)試（圖 2）。
圖1
圖2
通過(guò)輔助量測(cè)定
當(dāng)采用輔助量間接測(cè)量扭矩，例如通過(guò)應(yīng)變和轉(zhuǎn)角，產(chǎn)生測(cè)量誤差是不可避免的。輸入軸的長(zhǎng)度和直徑公差以及轉(zhuǎn)角的測(cè)量誤差無(wú)可避免地會(huì)影響測(cè)量精度，造成測(cè)量誤差。另外，當(dāng)采用這些測(cè)量方法時(shí)，溫度補(bǔ)償只能部分地減少測(cè)量誤差，無(wú)法完全消除。

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