现场扭矩测试技术与方法

　　随着现代工业的发展和机电设备的日益精密，扭矩计量测试工作已经成为了一项重要的工作内容，而为了提高效率或是满足生产的特殊需求，对计量测试的要求也越来越高，于是就产生了现场校准测试这一方式。

　　现场校准测试主要有以下几个优点：

　　1)一个严格的溯源过程应该作为一个整体进行校准，因为作为一个整体的测量设备，将任何一部分单独进行校准都是不准确的。

　　2)现场校准大大降低了服务时间。

　　3)现场校准测试能够最大程度地减小安装条件与操作方式的不同对测量结果的影响与偏差。

　　本文主要介绍了现场扭矩测试的原理与测试方法，并着重分析了各种方法的优缺点、适用场合等，供测量人员借鉴参考。

　　1 现场扭矩测量原理

　　现场扭矩测量原理大致分为三大类，即传递类、平衡力类及能量转换类。1)传递类扭矩测量既可以串接到机器的传动系统中区测量扭矩，又可以附装到机器的传动轴上去测量扭矩，测试时不需改变机器的结构，也不需移动机器的部件，便于现场测试，测量结果精确，能真实反映机械的实际情况。按照扭矩测量传感器的不同安装方式，还可分为介入式和非介入式。2)平衡力类方法即使用力臂砝码来测试的方法。3)能量转换法就是根据能量守恒定律，间接测量扭矩的方法。

　　现场测量所使用的方法与所使用的仪器设备类型的选择，要根据被测对象扭矩的类型、使用场合的工况环境条件、被测对象的结构特点及测试部位、被测对象的转速情况及额定扭矩值等实况来确定。

　　2 现场扭矩校准测试方法

　　2.1 杠杆法

　　图1为扭矩扳子检定仪校准现场图，被测检定仪为CDI的四合一，通过标准的力臂与砝码施加标准扭矩，来进行扭矩扳子检定仪的校准。

　　在以往的现场测试方式中，较常采用的就是杠杆法即力臂砝码的方法来进行现场测量。但是，这种方法的缺点也是明显的，问题就是由于传感器以及力臂和砝码的重量影响，这是一个侧向力和弯矩，这些寄生负载可能会影响测量输出，另外，如果力臂是由轴承支撑的话，那么轴承的摩擦力矩也会对扭矩的测量结果有影响。

　　2.2 参考传感器串入式

　　图2为某扭矩疲劳试验机的现场校准，量程为3000N·m，要求测量误差为±1%FS，由于该疲劳试验机为稳态加载，且试验机后端可以前后移动，所以采用了Mohilo 5000N·m的参考式扭矩传感器串入其中进行校准，传感器两端分别加工了两个转接法兰来连接该试验机。在进行现场校准前，所使用的参考传感器在中船重工第七〇四研究所扭矩站50kN·m扭矩标准装置上进行了标定，结果线性误差、重复性等均在0.1%以内，最终，该扭疲试验机的测量误差都满足了使用要求，在1%FS以内。在现今的扭矩现场测量中，在现场工况条件的允许下，越来越多的采用的是参考式传感器串入被测系统来进行测试。在使用参考扭矩传感器测量的过程中，由于这是一个定量已知的扭矩传感器，所以准确度等级较高，此外，参考扭矩传感器串在被测轴之中，基本没有外部的影响，只有被校传感器的影响。使用参考室扭矩传感器进行现场校准具有以下几点优点：1)更高的潜在的自动化;2)校准过程耗时少;3)较小的空间要求;4)消除轴承摩擦的影响;5)没有力臂砝码费力的手动过程。