扭矩测量装置的研究与实践

　　1 引言

　　随着现代科学技术的迅猛发展，扭矩测量技术已经充分引起人们的重视，成为测试技术的新分支。扭矩已成为众多机械测量中的一个主要参数。准确的扭矩测量，能够为旋转机械的设计提供科学的数据，能够对动力机械的功率输出是否达到设计值进行必要的检验，对动力机械的运行状况进行必要的监视和故障报警。

　　2 扭矩测量方法

　　扭矩测量技术是综合应用机械、电子、物理、计算机等多方面知识的一门学科。扭矩测量仪的研制和生产情况，代表一个国家的基础工业和现代科学研究的水平。

　　现在使用最为普遍的是电阻应变式扭矩仪和磁电式扭矩仪。

　　磁电式扭矩仪使用时，必须断开轴系，使传感器介入整个传动系统中，作为整个轴系的一个部分。另外扭矩仪的传感器的安装必须严格对中，使轴系的中心和传感器弹性轴中心线重合，否则将使传感器弹性轴发生弯曲，产生附加误差。这些都给实际工况测量扭矩带来很大不便。

　　电阻应变式扭矩测量法，是在整个传动系统轴系的适当部位粘贴 4 片应变片，按惠斯登电桥的全桥方式连接而成，则成为传感器。这种测量法的优点是：a 具有良好的温度补偿性能;b 由于测得的是在扭矩作用下扭轴表面的主应变，因此此种方法能够消除弯曲应力、轴向应力的影响。

　　3 扭矩测量装置选择

　　3.1 选型要求

　　某大型电机试验室需要配备一台扭矩测量仪，以便在新型电机的试验中精确测量输出扭矩和功率，计算电机效率，检验是否达到设计指标。

　　作为试验室测量仪器，首先，要满足大扭矩测量时的高精度要求。其次，要有尽量大的测量范围，满足针对不同试验对象测量时的通用性要求。

　　3.2 选型原则

　　扭矩测量仪的选择，要根据被测对象扭矩的类型、使用场合的工况条件、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进行选型。

　　a.如果测量对象是动态扭矩，例如测量电机的起动曲线、停止曲线以及各种工况的变化过程情况，应选择具有模拟量输出口，可以输出模拟量的测量仪。

　　b.在试验室场合使用，尽量选用精度较高的扭矩仪。精度等级不应该低于 0.5 级或 1 级。

　　c.如果测量场合不允许断开轴系，必须使用卡环式扭矩仪。使用场合允许断开轴系，则可以使用磁电式扭矩仪。

　　d.测量对象转速较高时，必须使用无接触式扭矩仪。

　　e.传感器的量程对被测对象而言，必须有充足的裕度，一般应是额定扭矩的 1.5 倍～2 倍。