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测量初学者的介绍栏:不理解的人聚集〜第4部分“各种测量仪器的介绍:扭矩测量仪器的介绍”

在过去的介绍专栏中,我们介绍了“为什么要测量声音和振动”,“测量声音的设备”等。
这次我们将讨论“为什么测量扭矩”以及“测量扭矩的设备”。
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什么是扭矩?

扭矩表示“围绕某一轴旋转的力”。
例如,当您骑自行车时,您必须踩踏板,但踩踏板的力量相当于扭矩。其他的,开关车门时旋转门把手的力,开关塑料瓶瓶盖时施加的力等都属于那个。
扭矩的单位在国际规格中用N・m表示,读作“牛顿米”。
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为什么要测量扭矩?

扭矩被解释为“转动的力量”,但在前一个自行车的例子中,扭矩强意味着踩踏板的力量很强,如果你用力踩,自行车会相应地加速它会。在这种情况下,“扭矩强=加速力强”。“加速力强”意味着车轮转动的数量 (旋转速度) 在一定时间内增加,因此自行车的速度更快,并且可以在一定时间内行驶更远的距离我会的。
上述自行车是一个例子,但在世界上,旋转的机械设备和零件被用于许多领域,无论是工业用途还是民用用途。扭矩测量是评价那些性能的重要指标之一。

关于扭矩传感器 (扭矩检测器)

扭矩检测包括根据轴的扭转角 (相位角) 测量扭矩的方法 (相位差法) 和根据轴的扭曲变形测量扭矩的方法 (扭曲变形测量方法),各有2种检测方法。

  1. 相位差法

    ① 电磁齿轮相位差法

    ② 电磁感应相位差法

  2. 扭曲应变测量系统

    ③ 应变方程

    ④ 磁致伸缩方程

本公司制造的扭矩检测器采用 (1)、̈、(3) 的检测方式。

在本专栏中,我们将介绍迄今为止销售业绩最好的 (1) 和̈。

电磁齿轮相位差法

图1.电磁齿轮相位差式扭矩检测器的原理
图1.电磁齿轮相位差式扭矩检测器的原理

扭矩检测器如图1所示,在扭矩传送轴的驱动侧安装有齿轮A,在负荷侧安装有齿轮B。测量齿轮AB之间的扭转角作为相位差。利用电磁式检测器C、D捕捉各齿轮的运动,将其输出信号输入扭矩演算显示器,根据信号的相位差计算扭矩值。
另外,产生扭矩时,不仅对象物的轴在旋转,有时也会处于静止状态,因此在该检测方式中,通过检测器附带的电机使扭矩检测器内的旋转中空圆筒以一定的旋转速度不断旋转,始终产生相位差信号,即使对象物的轴处于静止状态,也能够检测出扭矩。

电磁感应相位差法

图2.电磁感应相位差式扭矩检测器的原理
图2.电磁感应相位差式扭矩检测器的原理

这个在转矩传送轴的驱动侧和负荷侧安装有相位差板。相位差板是在薄金属板上开有狭缝状的孔的构造。如图2所示,驱动线圈和检测线圈被配置成夹在相位差板之间,当扭矩轴扭曲时,通过相位差板的磁场发生变化。用检测线圈将其作为信号取出。将该信号输入专用的扭矩演算显示器,计算出扭矩值。

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本次简单介绍了扭矩测量,不同检测方式各有特点,需要选择符合目的和用途的最佳扭矩检测器。
关于这些,我想在其他场合再谈。

敝公司经营的扭矩计如下所示。
有兴趣的话请看看。

扭矩计/相关产品
(摘自2021年11月17日发行的电子杂志)