测量扭矩小提示
驱动轴作为旋转力提供动力，在大多数应用中需要知道系统的功率大小。但从转轴上获得测量值需要一定的聪明才智。
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扭矩是一种转动力，由于每一种材料都有一定程度的弹性，所以扭矩也是一种扭转力，使轴在旋转方向发生变形。这种变形通常很小，但在测量扭矩时是非常重要的。
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最常见的测量转轴扭矩的方法可能是将应变计粘合在轴上。应变计实际上是封装在柔性基板中的钢丝的锯齿形，用于保护。当轴在扭矩作用下扭动时，锯齿将被拉伸，这将改变它的电阻。因此，导线的阻力与轴的扭矩成正比。
然而，存在一个问题，就是连接到应变计的电引线在轴转动并最终折断时会缠绕在轴上。幸运的是，有解决这一问题的办法，我们将在稍后讨论。
惠特斯通桥
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实际上，在轴上使用的不是一个，而是四个应变计，这是正常的做法。它们都在旋转方向45°，左两度，右两度。然后将它们连接到Wheatstone桥的结构中，产生与轴转动时的扭矩成线性比例的电气输出。
电路由电源、放大器和显示器、记录器或计算机完成。这些通常是安装在某处附近的驱动轴在一个安全的，静态的位置。
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我们现在来到房间里的大象身上。我们如何将电路的固定部分连接到旋转的惠特斯通桥上？一个答案是安装在轴上并以竖直为傲的滑环，它与静电刷接触。
不幸的是，滑环相当精致；在使用时必须非常小心。此外，它们需要以一定的精度设置，以便保持恒定的、均匀的接触。
由于刷子磨损，滑环需要定期注意，它们并不适合长期使用，也不适合在恶劣的工作环境中使用。同样值得注意的是，固定笔刷和旋转衣领之间的接触会产生一定程度的电噪声，特别是在较高的速度下，会干扰信号的传输。滑动环的最后一个缺点是它们产生了阻力，必须在信号测量中加以考虑，并经常检查以确保它的值没有变化。
旋转变压器
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滑环的另一种选择是旋转变压器，有时称为感应回路。它由两个相邻的电线圈组成-一个是静态的，另一个是与驱动轴一起旋转的-其相对运动会在换能器中产生一个电流。
线圈之间没有物理接触，轴和换能器之间也没有接触，但是它们之间传递着功率和信号。这克服了滑环系统的许多缺点：设置更容易，操作更健壮，没有摩擦，而且可以容纳更高的速度操作。
然而，由于其惯性，每个旋转变压器都会有一个最大的运行速度。他们是也容易受到噪音和误差的影响，特别是当线圈不对齐时。
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扭矩传感器的下一个发展是基于无线电遥测的类型。它们在国际上无许可证的2.4GHz频段上运行，并且基于安装接收器拾音器的概念，以便它能够与应变计通信。只要保持通讯，皮卡实际上可以在离驾驶轴几米远的地方。
安装和维护是直接的，因为没有滑环可调整，线圈对齐或电缆容纳。然而，需要一个电池来驱动信号，虽然信号小而持久，但确实需要考虑。
表面声波
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也许，扭矩传感器的最终类型是基于瑞利波或表面声波(SAWS)的检测。这些都是非接触式的，使用压电应变计.在声表面波传感器中，表面波是通过两个交错梳状阵列端子上的交变电压而产生的，它们分布在压电基板的一端。换能器另一端的接收阵列将该波转换为电信号。
波频率与阵列中齿间距有关，波传播方向与齿向成直角。因此，由于轴转动的动力作用，其长度的任何变化都会改变齿间距，从而改变工作频率。为了测量转轴中的扭矩，两个SAW传感器在与旋转轴45°处粘合在轴上。当轴受到扭矩作用时，产生信号，信号通过RF耦合传送到相邻的固定拾取器。
有趣的是，19世纪科学家、诺贝尔奖获得者瑞利勋爵在调查地震的原因和影响时，第一次发现了锯子。
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扭矩传感器的选型将考虑许多因素，包括：工作环境、预期工作时间、驱动轴转速、机械连接方案和成本。没有全面的“最佳”，而是每种情况下的最佳选择。
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如果要获得真实读数，定位扭矩传感器可能是一个复杂的决定。由于传动系统中相邻元件的影响、传动轴自身端联轴的阻尼效应以及接触式传感器引起的阻力，不精确现象可能会出现。
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最后一条建议是，专家帮助通常是通过公司提供您的扭矩传感器。利用这项服务可能会节省时间、金钱和挫折感。
