基于电阻应变片的扭矩测量方法研究

扭矩测量说明一、测量原理：由材料力学知，当受扭矩作用时，轴表面有最大剪应力T max。

轴表面的单元体为纯剪应力状态，在与轴线成45度的方向上有最大正应力〇1和〇2，其值为|〇1 I= |〇2 I= T max。

相应的变形为e1和e2，当测得应变后，便可算出T max及扭矩。

测量时应变片沿与轴线成45°的方向粘贴 (可以使用扭矩测量45度角专用应变片）。

由于采用无线传输技术，测量节点跟随轴旋转，不再需要拆轴安装扭矩传感器。

二、粘贴应变片：正确粘贴应变片是保证扭矩准确测量的关键步骤，不合适的粘贴将引起零飘，蠕变等问题。

为了减小电流消耗，推荐使用350欧姆或更大阻值应变片。

1.组桥方式：推荐使用专用扭矩测量应变片(45度角)组成全桥进行扭矩测量。

可以使用单片半桥应变片（比如BE350-5HA)，上下对称沿轴向贴片，组成全桥，该贴法具有消除弯曲影响的优点。

也可以使用单片全桥应变片，该贴法具有粘贴方便的优点，但是应变片成本较高，不能消除弯曲影响。

图1上下半桥贴法2.粘贴应变片2.1电阻应变片的选择：在应变片灵敏数K相同的一批应变片中，剔除电阻丝栅有形状缺陷，片内有气泡、霉斑、锈点等缺陷的应变片。

用数字万用表的电阻档测量应变片的电阻值R,将电阻值在350 ±2 □范围内的应变片选出待用（应变片灵敏系数由厂家标定，一般为2.00左右)。

2.2轴表面的处理：用锉刀和粗砂纸等工具将试件在轴上的贴片位置的油污、漆层、锈迹、电镀层除去，再用细砂纸打磨成45°交叉纹，之后用镊子夹起丙酮棉球将贴片处擦洗干净，至棉球洁白为止。

见图2-1。

测点定位：应变片必须准确地粘贴在试件的应变测点上，而且粘贴方向必须是要测量的应变方向(如果使用专用45度角应变片，应变片沿轴向粘贴）。

为达到上述要求，要在试件上用钢板尺和划针画一个十字线(一根长，一根短)，十字线的交叉点对准测点位置，较长的一根线要与轴向一致。

扭力计的原理扭力计是一种用来测量旋转力矩的仪器，它在工程、科学实验和生产制造等领域有着广泛的应用。

扭力计的原理是基于弹性变形和应变测量的原理，通过测量被测物体在受力作用下的微小形变，来计算出扭转力矩的大小。

下面我们来详细了解一下扭力计的原理。

首先，扭力计的原理基于胡克定律，即弹性体在受力作用下产生的形变与受力的大小成正比。

当扭力作用于扭力计的测量轴上时，测量轴会发生微小的扭转形变，这种形变可以通过应变片或者应变计来测量。

应变片是一种特殊的传感器，它可以将形变转化为电信号输出，通过测量这些电信号的变化，就可以得到扭力的大小。

其次，扭力计的原理还涉及到材料的弹性性质。

通常情况下，扭力计的测量轴是由弹性材料制成的，这种材料在受到扭力作用后会产生弹性变形，而且这种变形是可以恢复的。

通过测量这种弹性变形的大小，就可以确定扭力的大小。

在一些高精度的扭力计中，还会采用多层叠加的弹簧结构，以增加扭力计的灵敏度和测量范围。

另外，扭力计的原理还与测量电路和信号处理有关。

一般来说，扭力计的输出信号是微弱的，需要经过放大、滤波和数字转换等处理才能得到准确的扭力数值。

此外，为了提高测量精度，还需要考虑温度补偿、零点校准等因素，以确保扭力计在不同环境条件下都能够准确可靠地工作。

综上所述，扭力计的原理是基于弹性变形和应变测量的原理，通过测量被测物体在受力作用下的微小形变，来计算出扭转力矩的大小。

扭力计的工作原理涉及到胡克定律、材料的弹性性质以及测量电路和信号处理等多个方面，需要综合考虑和处理。

通过对扭力计的原理进行深入了解，可以更好地应用和维护扭力计，确保其在工程实践中的准确可靠性能。

运动控制系统中针对位置、转速、张力等的控制在本质上是通过控制电动机的转矩来实现的。

而在一些以转矩为控制目标的系统如造纸机和轧钢机的卷取系统和齿轮箱疲劳试验系统中，转矩传感器则更是必不可少的测量反馈环节。

转矩的测量一般通过对轴的弹性扭转形变的测量来实现，其方法是在驱动轴和负载轴之间串接一个高强度高弹性材料制作的轴。

这个轴可以传递转矩同时又可以产生较大的扭转形变，因此一般称之为弹性轴或扭力轴。

在这个轴上可以安装传感器将其形变转换为电信号，间接实现对转矩的测量。

基于应变片的转矩测量
应变片是一种将形变转变为电阻变化的传感器。

导体在承受机械变形时其电阻值将产生相应的变化，其应变一电阻效应可用应变灵敏系数K来描述K＝(△R/R)/(△L/L)
式中△R/R和△L/L分别是导体电阻和长度的相对变化率。

应变片一般是将栅状的金属丝或金属箔由基片和覆盖层固定后制成，在应用中用胶粘在被测对象上。

被测对象的变形通过粘胶传递到应变片上。

轴在转矩的作用下，其表面受力状况与位置有关。

在与轴线方向成45°的方向上受力最大。

在图12.26中的转矩M作用下，沿AA’方向零受压缩力，沿BB’方向承受拉伸力。

因此，若分别按这两个方向粘贴应变片1和2，则扭转形变将导致1的阻值减小，2的阻值增大。

将这两个应变片作为电桥的一臂接入电桥，若在转矩为零的情况下调整电桥使其平衡，则当转矩存在时电桥的输出就是转矩的度量。

采用应变片进行转矩测量的优点是动态性能较好，可以实时地得到转矩信号。

其缺点是应变片和转轴一道转动，需要电刷和滑环将应变片的接点引出，这是导致可靠性和可维护性不佳，易于引入干扰的原因。

扭矩的测量方法和原理扭矩是物体绕轴旋转时受到的力矩，它是描述旋转力大小和作用位置的物理量。

在工程和科学研究中，测量扭矩是非常重要的。

本文将介绍扭矩的测量方法和原理。

常见的扭矩测量方法有静态法、动态法和电信号法。

静态法主要是通过杠杆原理，将扭矩传感器固定在被测物体上，然后根据测得的传感器输出信号计算出扭矩值。

动态法则是测量物体在旋转过程中的扭转角度和加速度，通过牛顿第二定律推导出扭矩值。

电信号法则是利用电极或电阻应变片等装置，将扭矩转化为电信号，再通过电路进行测量。

下面从静态法和电信号法两个方面详细介绍扭矩的测量原理。

一、静态法静态法是一种利用杠杆原理进行扭矩测量的方法。

其原理可由下式表示：M=F×l式中，M是扭矩，单位是牛顿米（N·m）；F是施加在杠杆上的力，单位是牛顿（N）；l是施力点到旋转中心的距离，单位是米（m）。

在实际测量中，需要将扭矩传感器固定在被测物体上，使其与旋转轴平行。

当物体受到扭矩时，扭矩传感器会产生相应的变形，进而输出电信号。

通过测量传感器的输出信号，可以计算出施加在物体上的扭矩大小。

静态法的优点是测量精度高，并且适用于不同形状和材料的物体。

然而，静态法只适用于低速旋转的物体，因为在高速旋转时，由于离心力的影响，无法准确测量扭矩值。

二、电信号法电信号法是一种常用的扭矩测量方法。

其原理是利用电阻应变片的变形来测量扭矩。

当物体受到扭矩作用时，电阻应变片会产生相应的应变，从而引起电阻值的变化。

通过测量电阻值的变化，可以间接得到扭矩变化的大小。

电信号法的基本原理如下：1.将电阻应变片安装在固定的位置上，使其与旋转轴垂直。

2.当物体受到扭矩作用时，电阻应变片的传感网格发生形变，导致电阻值的变化。

3.将电阻值变化转化为电信号输出。

4.通过测量电信号的强度，可以得到扭矩的大小。

电信号法的优点是测量范围广，可适用于高速旋转的物体。

此外，电信号法具有快速响应、准确可靠等特点。

扭矩应变片扭矩应变片是一种重要的传感器，它可以测量材料在扭转时的应变变化。

这种传感器广泛应用于机械、航空、汽车、电子等领域，具有非常重要的应用价值。

本文将从扭矩应变片的原理、特点、应用以及未来发展等方面进行探讨。

一、扭矩应变片的原理扭矩应变片是利用材料在扭转时产生的应变变化来测量扭矩大小的一种传感器。

其原理是基于普通应变片的工作原理，应变片是一种利用材料在受力时产生的应变变化来测量力的大小和方向的传感器。

而扭矩应变片则是将应变片安装在扭转轴上，通过测量应变片在扭转过程中产生的应变变化来计算出扭矩的大小。

具体来说，扭矩应变片的工作原理是利用了应变片在受力时电阻值的变化。

应变片通常是由一个薄片状的金属材料制成，如铜、铝、钢等。

当应变片受到外力作用时，其形状发生变化，从而导致电阻值的变化。

因此，通过测量应变片电阻值的变化，可以获得材料在受力时的应变变化。

而扭矩应变片则是将应变片安装在扭转轴上，通过测量应变片在扭转过程中产生的应变变化来计算出扭矩的大小。

二、扭矩应变片的特点扭矩应变片具有以下几个特点：1.高精度：扭矩应变片具有很高的精度，可以测量非常小的扭矩变化。

2.高灵敏度：扭矩应变片对扭矩变化的灵敏度非常高，可以测量微小的扭矩变化。

3.可靠性高：扭矩应变片具有很高的可靠性，能够长期稳定地工作。

4.易于安装：扭矩应变片可以很容易地安装在扭转轴上，不需要复杂的安装过程。

5.适用范围广：扭矩应变片可以应用于许多领域，如机械、航空、汽车、电子等。

三、扭矩应变片的应用扭矩应变片广泛应用于许多领域，如机械、航空、汽车、电子等。

具体应用如下：1.机械：扭矩应变片可以用于测量机械设备中的扭矩变化，如轴承、电机、减速器等。

2.航空：扭矩应变片可以用于测量飞机发动机的扭矩变化，了解发动机的工作状态。

3.汽车：扭矩应变片可以用于测量汽车发动机的扭矩变化，了解发动机的工作状态。

4.电子：扭矩应变片可以用于测量电子设备中的扭矩变化，如电动工具、电子秤等。

扭拧度测量方法概述说明以及解释1. 引言1.1 概述扭拧度是指物体在受到外力或扭矩的作用下发生形变的程度。

扭拧度测量方法是一种用于评估材料性能和结构稳定性的重要手段。

通过测量和分析材料或结构在扭转载荷下的响应，我们可以了解其力学特性、应力分布以及变形行为，并从中获取有关材料性能和结构设计的信息。

本文旨在对扭拧度测量方法进行全面概述和详细说明。

首先介绍了该方法的定义和背景，包括扭拧度测量方法在工程领域中的应用价值。

然后，阐述了测量原理及常用仪器和设备，以帮助读者更好地理解各种测量技术的基本原理和操作步骤。

1.2 文章结构文章按如下结构展开：首先，在第二部分“扭拧度测量方法概述”中，我们详细介绍了该方法的定义、背景信息以及常见的测量原理。

其中包含了直接扭矩法、电阻力矩法和光学扭转法等具体方法及其原理说明。

接着，在第三部分“扭拧度测量方法说明”中，我们系统地介绍了各种具体的扭拧度测量方法。

这些方法包括直接扭矩法、电阻力矩法和光学扭转法等。

我们将详细说明它们的原理、操作步骤以及适用范围，帮助读者全面了解每种方法的优缺点和适用场景。

在第四部分“扭拧度解释与分析”中，我们将对扭拧度与材料特性之间的关系进行详细分析。

同时解释了扭拧度在工程中的应用及意义，并探讨了测量误差的来源和减小方法。

最后，在第五部分“结论与展望”中，我们对文章进行总结，并提出进一步研究该领域的方向，以期为未来相关研究提供参考。

1.3 目的本文旨在全面概述和详细说明扭拧度测量方法。

通过对各种具体的测量技术进行介绍和解析，帮助读者深入了解该领域相关知识。

同时，通过对扭拧度与材料特性之间关系的探讨和分析，揭示其在工程中的应用价值。

最后，本文还提出了进一步研究的方向，希望能够为未来相关研究的发展提供参考。

2. 扭拧度测量方法概述2.1 定义和背景扭拧度是指物体在受到扭转力作用时的变形程度，是描述物体对扭转力的阻力能力。

在很多工程领域中，如材料科学、机械设计等，扭拧度的测量具有重要的意义。

扭矩应变片扭矩应变片是一种常用的力学测试仪器，用于测量扭矩和角位移之间的关系。

它由一对相互垂直的应变片组成，可以转换扭矩为电信号输出，从而实现对扭矩的测量。

扭矩应变片的原理是基于应变片的工作原理。

应变片是一种能够感知物体形变的传感器，它可以将物体的应变转换为电信号输出。

应变片通常由金属箔片组成，其中一层箔片被固定在被测试物体的表面，另一层箔片则被粘贴在固定的基底上。

当被测试物体发生形变时，两层箔片之间的距离发生改变，从而引起电阻的变化，进而转换为电信号输出。

扭矩应变片的工作原理基于应变片的这种特性。

它由两个相互垂直的应变片组成，其中一个应变片被固定在转轴上，另一个应变片则被固定在转轴外部的支撑结构上。

当转轴受到扭矩作用时，它会发生形变，从而导致两个应变片之间的距离发生改变。

这种形变会引起电阻的变化，进而转换为电信号输出，从而实现对扭矩的测量。

扭矩应变片的优点是精度高、响应速度快、可靠性好。

它可以测量很小的扭矩变化，同时也能够测量高速旋转的物体。

此外，扭矩应变片还可以与其他测量仪器配合使用，如角位移传感器、速度传感器等，从而实现更加精确的测量。

扭矩应变片广泛应用于机械、航空航天、汽车、电子等领域。

在机械领域，它常用于测量发动机、齿轮箱、传动轴等的扭矩。

在航空航天领域，它常用于测量飞机、火箭等的扭矩。

在汽车领域，它常用于测量发动机、变速器等的扭矩。

在电子领域，它常用于测量电机、电动工具等的扭矩。

扭矩应变片在实际应用中需要注意以下几点。

首先，需要根据被测试物体的性质和使用环境选择合适的应变片型号和参数。

其次，需要保证应变片与被测试物体之间的接触良好，以确保测量精度。

第三，需要进行校准和修正，以消除测量误差。

最后，需要注意应变片的使用寿命和维护保养，以确保其长期稳定的工作。

总之，扭矩应变片是一种重要的力学测试仪器，具有精度高、响应速度快、可靠性好等优点，广泛应用于机械、航空航天、汽车、电子等领域。

在实际应用中，需要注意选择合适的型号和参数、保证接触良好、进行校准和修正、注意使用寿命和维护保养等问题，以确保其长期稳定的工作。

湿法制粒机扭矩测量系统设计发布时间：2021-07-01T16:15:52.917Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷7期作者：李守红[导读] 湿法制粒机的终点判断依据有以下几种，第一，时间是最传统的方式，第二，通过功率模块测量电机的驱动功率，李守红基伊埃工程技术（中国）有限公司上海 201400摘要：湿法制粒机的终点判断依据有以下几种，第一，时间是最传统的方式，第二，通过功率模块测量电机的驱动功率，第三，扭矩测量，这是最新的终点判断依据。

本文系统描述扭矩的设计思路，包括硬件设计，软件设计，扭矩的系统验证方法和思路。

本设备设计符合cGMP，FDA对制药设备的要求。

关键词：湿法制粒机终点判断；扭矩测量系统设计；The Design of the Torque Measurement System of the High Shear MixerLishouhong GEA company 201400 ShanghaiAbstract: The end point judgment basis of High shear mixer is the following.First, Time is the most traditional way; Second, through the power cell to measure the motor's driving power, Third, torque measurement, which is the latest end-point judgment basis. This paper describes the design ideas of torque, including hardware design, software design, torque system verification methods and ideas. 设计的必要性该系统设计的目的：降低配方的开发时间，优化配方配比，规范的生产策，实时监控产品批次，研究粉末与粘合剂的关系湿法制粒机的核心是：需对湿颗粒的含水量和颗粒紧实程度进行优化，以获得合理的湿颗粒液体饱和度，以期获得合适并稳定的粉体学特征的颗粒，用于压片、包衣等，通过参数摸索确认湿法制粒的关键工艺参数及工艺设计区间为湿法制粒研究的关键点及难点。

实用技术电阻应变计在扭矩测量中的应用晏　红(三峡大学机械与材料学院,湖北宜昌443002)摘　要:工程和实际中,许多情况下必须控制和知道扭矩的大小。

利用电阻应变计式传感器,用液晶显示器显示扭矩大小,设计出一种新型工具———数显扭矩起子。

关键词:电阻应变计;扭矩测量;起子中图分类号:TH823+.3 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2003)05-0040-02Application of resistive strain gaugein torque moment measurementYAN Hong(Coll of Mech &Material E ngin ,Three G orges U niversity ,Yichang 443002,China)Abstract :The torque moment size must be controlled and known in engineering and practicality.The torque mo 2ment measurement can be made by using resistive strain gauge sensor.The digits can be displayed on the liquid crystal display.A new instrument ———digits displayed torque moment screw driver is also designed.K ey Words :resistive strain gauge ;torque moment measurement ;screw driver0　引　言随着我国机械行业整体技术装备水平的提高,在许多仪器设备制造中,特别是精密仪器制造中,对作为基本联接件的螺钉使用提出较高的要求,即必须控制和知道扭矩的大小。