机械工程测试技术之扭矩的测量.docVIP

应变式扭矩的测量 测试目的 利用应变式扭矩传感器的一种弹性元件测实际物体旋转时候 的扭矩 测试仪器 应变式扭矩传感器 工作原理 应变式扭矩传感器所测得的是在扭矩的作用下转轴表面的主应 力．从材料力学上得知，该主应力和所受到的扭矩成正比例关系．也可利用弹性体把扭矩转换成角位移，再由角位移转换成电信号输出． 如图所示， 给出一种扭矩传感器的扭矩弹性元件．把这种弹性连接在驱动源和负载之间，弹性轴就会产生扭矩，所产生的扭矩角为 　　　　　　　　　Φ＝ 式中　Φ――弹性轴的扭矩角 　　　Ｌ――弹性轴的测量长度 　　　Ｄ――弹性轴的直径 　　　Ｍ――扭矩 　　　Ｇ――弹性轴材料的切边模量 由于扭角与扭矩Ｍ成正比，在实际测量中，常在弹性轴圆轴上安装两个齿轮盘，齿轮盘之间的扭角 即为弹性轴的扭角，通过电磁耦合将扭角信号耦合成电信号，再经标定得到输出扭矩值 按弹性轴变形测量时 　　　　　　　　　　Ｍ＝ 按弹性轴应力测量时 　　　　　　　　　　Ｍ＝（为转轴的剪切应力） 按弹性轴应变测量时 　　　　　　　　　Ｍ＝ 从上式可以看出，弹性轴的参数固定，转矩对弹性轴作用时， 会产生的扭角或应力、应变与扭矩成正比关系．因此只要测得 扭转角或应力、应变，便可知扭矩的大小．按照扭矩信号的产 生方式可以设计为光电式、光学式、磁电式、电容式、电阻应变 式等各种扭矩仪器 对于某一弹性测量轴，扭矩 T 与应变量? 成正比，测出剪应变? 就间接测量出扭矩T.在和的位置粘贴电阻 应变片组成恵 斯顿电桥，应变片阻值随弹性轴表面的应变变而变化. 　　　 图 1 弹性轴横截面剪应力 　　　　　　　　 　　　　 　　　弹性轴扭矩静力学分析图 应变式扭矩传感器意义 应变式扭矩传感器的制作工艺，在很大程度上 决定了传感器的 灵敏度、线性度、滞后、零漂和蠕 变等特性参数.通过研究传感 器和弹性体的特性和 制作工艺，以研制出高准确度的、用于各 种场合的 扭矩传感器 应变式扭矩传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。传感器在飞机、汽车、船舶、的振动和冲击测量中已经得到了广泛的