轉矩測量儀錶

　　直接測量電動機、發動機和其他旋轉機械轉矩的機械量測量儀錶。轉矩的測量是基於機器轉軸在承受轉矩時產生扭應力或扭轉角位移的原理，用電測技術測出扭應力或扭轉角位移以求出轉矩值。轉矩測量儀錶按工作原理可分為扭應力式（包括電阻應變式、磁彈性式等）和扭轉角位移式（包括相位差式、振弦式等）兩類。

　　電阻應變式轉矩測量儀錶　一般在扭轉軸上按與軸線成規定的方向粘貼4片電阻應變片，組組成應變電橋。當扭轉軸受轉矩而產生扭轉變形時，各應變片的阻值即隨之發生變化，電橋輸出的不平衡電壓與轉矩成比例。即轉軸在測量中是連續旋轉的，所以應變電橋的供電和信號輸出需要用滑環、電刷或旋轉變壓器、無接觸信號傳輸器等。這種儀表能測量靜態和動態轉矩，測量精確度可達±1～±0.2％。

　　磁彈性式轉矩測量儀表　用鐵磁材料制成的轉軸，在未受轉矩時軸表面的各方向的磁導率相等。當轉軸受轉矩時，扭應力使軸表面的某些方向的磁導率不相等。在轉軸外按一定位置佈置有電磁鐵的初級、次級線圈。當初級線圈輸入交流激磁電流時，在軸表面上產生的磁場分佈的形狀即隨扭應力的大小而變化，在次級線圈中感應出與轉矩成比例的電信號。這種儀表因線圈與轉軸無機械接觸，對從低速到高速機器的轉矩測量均適用，尤其適用於需要長期監視轉矩的場合。其測量精確度為±1%。

　　相位差式轉矩測量儀表　利用兩個磁電式檢測器將扭轉軸的扭轉角位移轉換為相位差信號。兩個相同的鐵質齒輪分別固定於扭轉軸的兩端（圖1），其間矩為l。在每一齒輪的上方各裝有一隻磁電式檢測器。磁電式檢測器內有小圓柱形磁鋼，磁鋼外周繞有線圈。當扭轉軸轉動時，由於磁鋼與齒輪間氣隙磁導的變化，在線圈中產生接近正弦波的電信號；當扭轉軸轉動而未加轉矩時，兩個檢測器產生具有初始相位差（裝配所引起）的兩個電信號；當扭轉軸轉動且加轉矩時，兩個電信號的相位差發生變化。相位差的變化量與所加的轉矩值成正比。用電子裝置將相位差信號轉換為脈沖數，輸入電子計數器而顯示轉矩值。這種儀表的測量范圍一般為0.2～100千牛頓·米，轉速范圍為0～120000轉／分，測量精確度可達±0.5～±0.1％。

　　振弦式轉矩測量儀表　兩個具有凸臺的卡環安裝在傳動軸上相距L的位置，在兩對凸臺間裝有兩根有一定拉緊力的振弦（圖2）。當傳動軸受轉矩Μ時，振弦1即伸長，而振弦2縮短。兩個振弦式傳感器將振弦的伸長和縮矩量轉換為兩個電頻率信號。滑環、電刷或旋轉變壓器、無接觸信號傳輸器將兩個信號輸入電子裝置，以顯示或打印出轉矩值。這種儀表一般用於測量直徑為50～750毫米轉軸所傳遞的傳矩，測量精確度可達到±1％。

參考書目

　E.O.Doebelin，Measurement Systems，Application and Design，Rev.ed.，McGraw-Hill Book Co.，New York，1975.