传动系统的扭矩测量方法

正常情况下，我们评价汽车的发动机是不是强大，会用到马力和扭矩这两个名词。扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩，发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。对于家用轿车而言，扭矩越大加速性越好;对于越野车，扭矩越大其爬坡能力越强;对于货车而言，扭矩越大，车载重能力越大。

在很多应用中，扭矩是一个非常重要的机械量。需要精确地进行扭矩测量，尤其是旋转部件，很多测试台架和用户都对其有极高的要求。

关于传动系统的扭矩测量方法，小霍今天会介绍两种：直接法和间接法。

直接测量法

直接对驱动系统进行扭矩测量，获得扭矩信号。一般来说，扭矩法兰用于非接触式测量, 例如T12数字扭矩传感器或T40B扭矩传感器。

扭矩直接测量法提供很多技术优势。采用极短的设计，HBM开发的扭矩法兰非常容易集成到测试台中。其他的优势包括高精度扭矩测量，并能够测量转速。

间接测量法

扭矩可以通过电机的功率，或是通过测量反作用力来间接测定。

通过现代测试设备，电机功率和转速很容易测量，这样，就可以通过计算的方式获得扭矩。然而，在计算扭矩时，由于功率损耗和设备的操作状态也被包含在计算过程中，会引起较大的误差和测量不确定性，另外标定非常困难。

反作用力测量也可用于扭矩的间接测定。施加到杠杆臂端的力可以采用 力传感器测量。通过对驱动系中一些辅助量的测量，即可计算出扭矩，例如，通过轴扭转产生的应变或是轴扭转角度的测定也可计算出扭矩。

间接测定的缺点

采用力传感器进行扭矩测量，通过反作用力矩法间接测定扭矩：

例如自校准制动器(图 1)，需要通过复杂的机械结构并需要考虑干扰效应。例如需要考虑杠杆臂随温度产生的热胀冷缩等干扰因素，否则将会引起较大的测量误差。

另外，由于涉及的质量较大，这种方法不适合用于动态测试(图 2)。

通过辅助量测定

当采用辅助量间接测量扭矩，例如通过应变和转角，产生测量误差是不可避免的。输入轴的长度和直径公差以及转角的测量误差无可避免地会影响测量精度，造成测量误差。另外，当采用这些测量方法时，温度补偿只能部分地减少测量误差，无法完全消除。