力矩、转矩、扭矩的差异和测量
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电机扭矩测量方法扭矩是电机试验中一个重要的参数,尤其是在电机效率评测中扭矩更是一个不可或缺的被测量,扭矩测量的准确性直接关系到电机效率的评测的正确性。
目前使用的扭矩测量方法按照测量原理可分为平衡力法、传递法和能量转换法。
一、平衡力法处于匀速工作状态的传动机械构件,其主轴和机体上一定同时存在一对扭矩T 和T′,并且二者大小相等、方向相反。
通过测量机体上的T′来测量主轴上T 的方法称为平衡力法。
设F 为力臂上的作用力,L 为力臂长度,则T′=LF。
通过测量作用力F和力臂L即可得出T′和T。
平衡力法的优点是不存在传递扭矩信号的问题,力臂上的作用力F容易测得;缺点是测量范围仅局限为匀速工作状态,无法完成动态扭矩的测量。
二、传递法传递法利用传递扭矩时弹性元件的物理参数会发生某种程度的变化。
利用这种变化与扭矩的对应关系来测量扭矩。
按照不同的物理参数,可将传递法进一步划分为磁弹性式、应变式、振弦式、光电式等,目前传递法在扭矩测量领域应用最为广泛。
图1 传递法分类1.光电式扭矩测量法将开孔数完全一样的两片圆盘形光栅固定在转轴上,并将光电元件和固定光源分别固定在光栅两侧,转轴无扭矩作用时两片光栅的明暗条纹错开,完全遮挡光路,无光线照到光敏元件上不输出电信号;有扭矩作用时两个圆盘形光栅的截面产生相对转角,明暗条纹部分重合,部分光线透过光栅照到光敏元件上,输出电信号。
扭矩值越大扭转角越大,照到光敏元件上的光线强度越大,输出电信号也就越大,通过测量输出的电信号能够测得外加扭矩的大小。
图2 光电式扭矩测量原理该方法的优点是响应速度快,能实现扭矩的实时监测;其缺点是构造复杂、静标困难、可靠性较差、抗干扰能力差,测量精度受温度变化的影响较大。
该方法不适用于刚启动和低转速轴的扭矩测量。
2.磁电式扭矩测量法在弹性轴上安装两个一样的齿轮,磁芯和线圈组成信号采集系统,齿顶与磁芯之间预留出微小间隙,当轴转动时,两个线圈中分别感应出两个交变电动势,而且交变电动势仅与两个齿轮的磁芯相对位置和相交位置有关,通过检测电动势的大小即可得到相应的扭矩值。
一、转子位置的测量方法1.光栅尺检测光栅尺主要是对转子的位移进行检测,其工作原理:常见光栅的工作原理都是根据物理上莫尔条纹的形成原理进行工作的。
当使指示光栅上的线纹与标尺光栅上的线纹成一角度 来放置两光栅尺时,必然会造成两光栅尺上的线纹互相交叉。
在光源的照射下,交叉点近旁的小区域内由于黑色线纹重叠,因而遮光面积最小,挡光效应最弱,光的累积作用使得这个区域出现亮带。
相反,距交叉点较远的区域,因两光栅尺不透明的黑色线纹的重叠部分变得越来越少,不透明区域面积逐渐变大,即遮光面积逐渐变大,使得挡光效应变强,只有较少的光线能通过这个区域透过光栅,使这个区域出现暗带。
这些与光栅线纹几乎垂直,相间出现的亮、暗带就是莫尔条纹。
莫尔条纹具有以下性质:(1) 当用平行光束照射光栅时,透过莫尔条纹的光强度分布近似于余弦函数。
(2) 若用W表示莫尔条纹的宽度,d表示光栅的栅距,θ表示两光栅尺线纹的夹角,则它们之间的几何关系为W=d/sin当角很小时,上式可近似写W=d/θ 若取d=0.01mm,θ=0.01rad,则由上式可得W=1mm。
这说明,无需复杂的光学系统和电子系统,利用光的干涉现象,就能把光栅的栅距转换成放大100倍的莫尔条纹的宽度。
这种放大作用是光栅的一个重要特点。
(3) 由于莫尔条纹是由若干条光栅线纹共同干涉形成的,所以莫尔条纹对光栅个别线纹之间的栅距误差具有平均效应,能消除光栅栅距不均匀所造成的影响。
(4) 莫尔条纹的移动与两光栅尺之间的相对移动相对应。
两光栅尺相对移动一个栅距d,莫尔条纹便相应移动一个莫尔条纹宽度W,其方向与两光栅尺相对移动的方向垂直,且当两光栅尺相对移动的方向改变时,莫尔条纹移动的方向也随之改变。
根据上述莫尔条纹的特性,假如我们在莫尔条纹移动的方向上开4个观察窗口A,B,C,D,且使这4个窗口两两相距1/4莫尔条纹宽度,即W/4。
由上述讨论可知,当两光栅尺相对移动时,莫尔条纹随之移动,从4个观察窗口A,B,C,D可以得到4个在相位上依次超前或滞后(取决于两光栅尺相对移动的方向)1/4周期(即π/2)的近似于余弦函数的光强度变化过程。
扭矩测量方法范文扭矩是指物体受到力矩作用时产生的转动效果。
扭矩测量是工程领域中一个重要的参数,可以用于设计和控制机械设备的运行。
下面将介绍几种常见的扭矩测量方法。
1.力臂法力臂法是最常见也是最简单的测量扭矩的方法。
该方法通过应用一个已知力在一个已知力臂上,使其作用在待测物体上,然后通过测量旋转角度和测力板的读数来计算扭矩。
这种方法适用于小扭矩的测量,如手动工具中的扭矩。
2.拉力式扭矩传感器拉力式扭矩传感器是一种常用的扭矩测量装置。
该传感器由一个静态力传感器和一个力臂组成。
力传感器通常是应变片,通过测量应变片上的电信号来计算扭矩。
力臂的长度和结构可以根据需要进行设计和调整,以适应不同的测量需求。
3.电流感应扭矩测量电流感应扭矩测量是一种非接触的测量方法。
该方法通过感应待测物体表面的电流来测量扭矩。
当扭矩产生时,磁场的分布会发生变化,导致感应电流的变化。
通过测量感应电流的变化来计算扭矩。
这种方法适用于高速旋转的设备,如发动机和电机。
4.表面应变法表面应变法通过测量待测物体表面的应变来计算扭矩。
该方法常用于大型设备的扭矩测量。
它通常使用应变片或电阻应变片贴在待测物体表面,通过测量应变片上的应变分布来计算扭矩。
5.光学测量法光学测量法是一种基于光学原理的扭矩测量方法。
该方法使用光学传感器和光栅或编码器来测量转子的旋转角度和速度,然后通过转子的转动惯量和测得的角度和速度来计算扭矩。
这种方法适用于高精度和高速度的扭矩测量。
综上所述,扭矩测量方法根据不同的应用需求和测量精度可以选择不同的方法。
无论采用何种方法,正确的选择和使用扭矩传感器是关键。
另外,由于扭矩测量可能涉及到高速旋转设备和高压环境,操作人员需具备一定的安全意识和操作技能。
扭矩和力矩最简单易懂的解释大家好,今天咱们聊聊“扭矩”和“力矩”这两个听起来有点儿复杂的概念。
别担心,我会用最简单的方式让你明白这两个小家伙到底是啥意思!1. 力矩的基本概念1.1 力矩的定义力矩,听着有点儿高大上,但实际上就是力和力作用点到旋转轴的距离结合起来的效果。
你可以想象一下,当你用手推开门的时候,你实际上是在产生一个力矩。
这里的力矩就等于你推的力量乘以你手离门铰链的距离。
1.2 生活中的例子比如说,拧螺丝的时候,你用的力矩就是拧螺丝的力量乘以你拧螺丝的那段螺丝刀的长度。
长螺丝刀产生的力矩比短螺丝刀要大,所以拧起来更省劲。
2. 扭矩的基本概念2.1 扭矩的定义扭矩其实和力矩差不多,只不过它特指转动物体的力矩。
比如车子的发动机,产生的扭矩就是推动车轮转动的力量。
如果没有足够的扭矩,车子就像一只无头苍蝇一样转不动。
2.2 扭矩的应用在日常生活中,扭矩的应用比比皆是。
比如你要打开一个瓶盖,如果瓶盖很紧,你需要用很大的扭矩才能把它拧开。
汽车的扭矩则决定了车子的加速性能,扭矩大,车子加速快,开起来也更有劲儿。
3. 力矩与扭矩的区别与联系3.1 力矩与扭矩的区别其实力矩和扭矩的区别并不大,扭矩是力矩的一种特殊情况,主要用于描述旋转效果。
力矩更多地用在静态的物体上,比如门、螺丝等,而扭矩则通常用于描述动态的转动现象,比如车轮、发动机等。
3.2 它们的联系这两者都是衡量力作用效果的重要工具。
力矩和扭矩都涉及到力的作用和距离的关系,只是应用场景和具体描述有些不同。
力矩是静态的,扭矩是动态的,但原理上都是在描述旋转力的效果。
4. 实际应用中的体会4.1 日常生活中的应用你在家里的时候,可以注意到,当你用力推门的时候,门的铰链那儿就会受到力矩的影响;当你开车的时候,发动机的扭矩决定了你车子的加速性能和爬坡能力。
了解这些可以让你在操作各种工具和机械设备时更得心应手。
4.2 常见误区很多人把力矩和扭矩搞混,其实只要记住,力矩是静态的,扭矩是动态的,就不会出错了。
扭矩测量原理
扭矩测量原理是指用于测量机械设备旋转部件所受的扭矩大小的方法和原理。
扭矩是指作用在物体上的力矩,也可以理解为旋转力的大小。
扭矩的大小取决于力的大小和施加力的距离。
要测量扭矩,常用的方法是使用扭矩传感器或扭矩表。
扭矩传感器是一种专门用于测量扭矩的装置,通常由应变片、测力电桥和信号放大器等部件组成。
扭矩测量的原理基于胡克定律,即力与变形之间的关系。
当物体受到力的作用时,会产生扭转变形。
扭矩传感器通过应变片来感应这种变形,并将其转化为电信号进行测量。
应变片是一种能够随物体形变而发生应变的材料,当扭矩作用在物体上时,应变片会发生弯曲变形,从而改变其阻抗值。
通过测量阻抗值的变化,就可以确定物体所受的扭矩大小。
扭矩传感器还常常采用负反馈原理进行校准,即将已知扭矩作用于传感器上,根据传感器输出的电信号进行调整,使得输出信号与已知扭矩一致。
这样可以提高测量的准确性和稳定性。
除了扭矩传感器,还有一些其他测量扭矩的装置和方法,如光纤传感器、电容传感器等。
这些装置利用了不同的物理原理进行扭矩测量,但测量的基本原理都是一致的。
综上所述,扭矩测量原理是基于物体变形与力之间的关系。
通过测量应变片的变化,转化为电信号进行测量,可以准确地测
量物体所受的扭矩大小。
使用合适的校准方法和装置,可以提高测量的准确性和稳定性。
力矩、扭矩、转矩地来源与区别
提到力矩,我们立刻会想到杠杆.作用力和支点与力作用方向相垂直地距离地乘积就称为力矩.力矩地单位是牛顿米.
图杠杆力矩
扭矩、转矩则是转动地力矩,对于转动地物体,若将转轴中心看成支点,在转动地物体圆周上地作用力和转轴中心与作用力方向垂直地距离地乘积就称为转矩.当圆柱形物体,受力而未转动,该物体受力后只存在因扭力而发生地弹性形变,此时地转矩就称为扭矩.
图扭矩、转矩
因此,在运行地电机中严格来说只能称为“转矩”.采用“力矩”或“扭矩”都不太合适.不过习惯上这三种名称使用地历史都较长至少也有六七十年了,因此也没有人刻意去更正它.。
扭矩是什么意思?什么是力矩?什么是扭矩什么是扭矩?使机械元件转动(包括有转动倾向)的力偶或力矩叫转动力矩,简称扭矩。
机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变形,故转矩有时通常称为扭矩。
扭矩是各种工作机械传动轴的基本载荷形式,与动力机械的工作能力、能源消耗、效率、运转寿命及安全性能等因素严密联系,扭矩的测量对传动轴载荷确实定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。
此外,扭矩与功率的关系T=9550P/n电机的额定扭矩表示额定条件下电机轴端输出扭矩。
扭矩等于力与力臂或力偶臂的乘积,在国际单位制(SI)中,扭矩的计量单位为牛顿・米(N・m)。
电机轴端输出扭矩等于转子输出的机械功率除以转子的机械角速度。
功率越大,扭矩越大,同功率的电机磁极数大的扭矩大。
扭矩类型扭矩可分为静态扭矩和动态扭矩。
静态扭矩是指不随时间变化或变化很小、很缓慢的扭矩,包括静止扭矩、恒定扭矩、缓变扭矩和微脉动扭矩。
静止扭矩的值为常数,传动轴不旋转;恒定扭矩的值为常数,但传动轴以匀速旋转,如电机稳定工作时的扭矩;缓变扭矩的值随时间缓慢变化,但在短时间内可认为扭矩值是不变的;微脉动扭矩的瞬时值有幅度不大的脉动变化。
动态扭矩是指随时间变化很大的扭矩,包括振动扭矩、过渡扭矩和随机扭矩三种。
振动扭矩的值是周期性波动的;过渡扭矩是机械从一种工况转换到另一种工况时的扭矩变化过程;随机扭矩是一种不确定的、变化无规律的扭矩。
根据扭矩的不同情况,可以采取不同的扭矩测量方法。
什么是力矩?力矩是力产生的一种效应。
当作用于物体的力的方向线,不通过物体的重心时,对于此物体,就叫受到了偏心力,偏心力的效应是使此物体产生转动及沿力方向移动,产生的转动就叫此力对物体有力矩作用,其值等于力乘上力与物体重心之间的距离。
工程单位为KN·m。
以上是力矩的实物现象。
把这个现象抽象化,引用于工程构造的计算中,就可以将荷载对于构造上某点取力矩,其值等于荷载中心乘该点到荷载方向线的垂直距离。
扭矩和力矩最简单易懂的解释扭矩和力矩,这两个词儿可是咱们日常生活中经常用到的。
虽然它们听起来有点儿高深,但其实啊,它们就像是咱们身体里的小伙伴,帮助咱们完成各种各样的动作。
今天,我就来给咱们说说扭矩和力矩的奥妙,让咱们一起轻松愉快地学习吧!咱们来说说扭矩。
扭矩这个词儿,其实就是咱们平时说的“扭曲”。
想象一下,咱们用一根铁棍子在地上画个圈,然后再用力旋转它,这时候铁棍子就会发生扭曲。
这种扭曲的力量,就是扭矩。
扭矩越大,铁棍子扭曲的程度就越大。
所以,扭矩就像是一个神奇的力量,可以让物体发生扭曲。
接下来,咱们再来说说力矩。
力矩这个词儿,其实就是咱们平时说的“力的作用点”。
想象一下,咱们用一只手拿着一个重物,然后用手的拇指和食指捏住重物的一个点,这时候重物就会绕着这个点转动。
这种绕着点转动的力量,就是力矩。
力矩越大,重物绕着点转动的程度就越大。
所以,力矩就像是一个神奇的力量,可以让物体绕着某个点转动。
现在,咱们已经知道了扭矩和力矩的基本概念,下面就来看看它们在生活中的一些应用吧。
咱们来看看扭矩在汽车行业中的应用。
汽车发动机就是一个很好的例子。
发动机里面有好多好多的齿轮,这些齿轮之间的传动就是靠扭矩来实现的。
当发动机启动的时候,油门踩下去,燃料燃烧产生的能量就会传递给发动机的各个部件,从而产生一个很大的扭矩。
这个扭矩会让发动机的齿轮开始转动,从而驱动汽车前进。
所以,扭矩就像是汽车的“心脏”,是汽车能够正常行驶的关键。
接下来,咱们来看看力矩在自行车行业中的应用。
自行车的前轮就是一个很好的例子。
当我们骑自行车的时候,需要用脚蹬地来给前轮施加力矩,让它向前滚动。
这个力矩会传到前轮的轴承上,然后通过链条传递到后轮。
这样一来,后轮就会开始转动,从而推动自行车前进。
所以,力矩就像是自行车的“脚”,是自行车能够前进的关键。
咱们再来看看扭矩和力矩在家庭生活中的一些应用。
比如说,咱们在家里修理家具的时候,就需要用到扭矩扳手和力矩扳手。
扭矩的测量方法和原理目前测量扭矩值主要采用非电量电测法,将应变片直接粘贴在传动轴的表面上,组成测量电桥,见图1。
用相应的测量系统测量由于扭矩作用所产生的剪应变或剪应力,从而计算出扭矩值。
其优点是可直接测量传动轴的扭转变形,减少了由主电机功率和转速推算的间接影响因素。
图 1 传动轴扭矩测量的布片和组桥图Fig.1 Strain gage distribution and builing bridge by torquemeasuring on a driving axis由材料力学可知,扭矩的计算公式为M=τW(1)式中M——传动轴承受的扭矩;τ——传动轴承受的剪切力;W——抗扭断面系数(对实心圆轴)。
式中D——传动轴直径。
则M=0.2τD3 (3) 因扭转作用在与轴体轴线成±45°方向的轴体表面上产生最大主应力σ1和最小主应力σ3,其绝对值均等于最大剪应力τ,即根据虎克定律,剪应力为式中E——传动轴材料的弹性模量;μ——传动轴材料的泊桑比;ε——传动轴的应变。
由式(3)可知,扭矩与应变呈线性关系。
扭矩测量的关键是解决信号的传输问题。
目前常用的扭矩信号传输方式包括有线传输和无线传输两种。
有线传输是使用滑环和电刷等将传动轴上的电信号引出给测量仪器。
冶金测量车所配置的是无线传输,该系统见图2。
传动轴上的机械应变引起贴在轴上的应变片的电阻发生变化,使其电桥失衡,产生与扭矩值成正比的电压。
该电压通过振荡器(运用频率调制的原理)转换成与扭矩值成正比的输出频率,其信号从发送线圈送到接收线圈,经鉴别器把信号解调并转换成电压信号进行记录和显示。
测量电桥、振荡器和发送线圈均安装在被测轴上随轴旋转,避免了旋转轴引线困难和接触滑环的接触电阻的影响。
图 2 扭矩测量框图Fig.2 Block draft of the torgue measurement 1—应变电桥;2—振荡器;3—发送线圈;4—接收线圈;5—鉴别器;6—计算机;7—传动轴。
齿轮传动系统中各个零部件传递的扭矩如何测量题目A班级:姓名:学号:一、齿轮传动系统中各个零部件传递的扭矩如何测量?在电动执行机构中,齿轮传动系统与扭矩测量系统是执行机构两个重要组成部分。
本文将简述两种不同的齿轮传动系统以及对应的两种不同的扭矩测量方法。
1齿轮传动系统电动执行机构的动力来源是电机,一般电机的转速非常快(额定转速一般为3000rpm或1500rpm),而输出扭矩又非常小(一般介于0.5Nm~20Nm之间),所以必须借助于齿轮系统传动,利用其减速及放大扭矩的功能,一方面把输出转速降到理想速度,另一方面将较小的电机输出扭矩放大到阀门操作所需要的较大的扭矩输出。
同时,齿轮传动系统的传动特性也可用于执行机构输出扭矩的测量。
1.1蜗轮蜗杆传动不同电动执行机构中采用的齿轮传动型式各不相同,但一般都包含有蜗轮蜗杆传动系统。
蜗轮蜗杆传动系统具有很多的优点,例如单级传动比大、轮系接触面积大、承载能力强、传动平稳、特定螺旋角下可实现自锁等,然而蜗轮蜗杆传动系统因自身的结构也同时存在这较大的缺点:1)传动效率低:由于轮系接触面积大,相对滑动摩擦较大,传动效率一般仅为10~20%。
另外由于较大的滑动摩擦造成的齿面磨损也较大,轮系发热现象严重,需要较好的润滑与散热。
2)蜗杆轴向力大:蜗轮蜗杆传动相当于螺旋传动,当蜗杆转动带动蜗轮传动时,受反作用力的影响,在蜗轮转动的同时,蜗杆会受到与蜗轮转动方向相反的轴向力。
负载越大,轴向力越大。
较大的轴向力会造成蜗杆支持部件的磨损,从而使蜗杆的轴向定位产生间隙,使系统传动的精度降低,并且会产生传动震荡及噪音。
1.2行星齿轮传动为了在利用蜗轮蜗杆传动优点的同时又尽量降低其缺点的影响,执行机构可采用两级传动,常用的选择是采用行星齿轮传动+蜗轮蜗杆传动的组合型式。
行星齿轮传动的原理:行星齿轮系统由三个主要传动部件组成:太阳轮、行星轮及齿圈。
所有的行星轮一般固定在一个行星架上。
行星齿轮系统的传动有双自由度的特性,即在三个传动部件中,固定任意一个部件,另外两个就可传动与蜗杆相联。
扭矩测量方法扭矩是描述物体旋转状态的物理量,通常用于描述机械设备的旋转力。
在工程领域,准确测量和控制扭矩是非常重要的,因为它直接影响到机械设备的性能和安全。
因此,本文将介绍几种常见的扭矩测量方法,帮助读者更好地了解和掌握这一重要的技术。
1. 力臂法。
力臂法是一种最基本的扭矩测量方法,它利用一个已知长度的力臂和一个已知的力来测量扭矩。
具体操作时,将力臂与被测物体连接,然后施加一个已知大小的力,通过测量力臂的长度和施加力的大小,可以计算出扭矩的大小。
这种方法简单易行,适用于一些简单的扭矩测量场合。
2. 弹簧测力计法。
弹簧测力计法是一种利用弹簧的变形来测量扭矩的方法。
具体操作时,将弹簧测力计固定在被测物体上,当被测物体受到扭矩作用时,弹簧会产生变形,通过测量变形量,可以计算出扭矩的大小。
这种方法精度较高,适用于一些对扭矩测量精度要求较高的场合。
3. 电子测力计法。
电子测力计法是一种利用应变片和传感器来测量扭矩的方法。
具体操作时,将应变片和传感器安装在被测物体上,当被测物体受到扭矩作用时,应变片会产生应变,传感器可以将应变转化为电信号,通过测量电信号的大小,可以计算出扭矩的大小。
这种方法精度非常高,适用于对扭矩测量精度要求极高的场合。
4. 光电编码器法。
光电编码器法是一种利用光电编码器来测量扭矩的方法。
具体操作时,将光电编码器安装在被测物体上,当被测物体受到扭矩作用时,光电编码器可以测量出被测物体的旋转角度,通过测量旋转角度的变化,可以计算出扭矩的大小。
这种方法适用于对扭矩测量精度和实时性要求较高的场合。
总结。
以上介绍了几种常见的扭矩测量方法,每种方法都有其适用的场合和特点。
在实际工程应用中,需要根据具体的测量要求和条件选择合适的扭矩测量方法,以确保测量结果的准确性和可靠性。
希望本文对读者有所帮助,谢谢阅读!。
机械工程中应变、力与扭矩测量在机械工程中,应变,力与扭矩的测量非常重要,对这些物理量的测量可以分析零件或结构的受力状态以及工作的可靠性,设计计算结果的正确性,确定整机在实际工作时负载情况等。
应变测量在工程中常见的测量方法是应变测法。
他是通过电阻应变片,先测出工件表面的应力,应变的关系式来确定工件表面应力状态的一种实验用力分析方法。
一·电阻应变片(计)的工作特性电阻应变片测量技术是利用电阻应变片(计)测定构件表面的应变,再根据应力、应变的关系式确定构件表面应力状态的一种应力分析方法。
原理为压阻效应,主要是受到材料电阻率的影响。
电阻应变计又称电阻应变片,金属电阻应变片的工作原理基于弹性材料的机械应变效应。
(一)应变和力测量系统可分为三个基本环节:1.传感器,通过零件或弹性元件将力转变为应变,再由电阻应变计将机械应变转变为电阻变化量;2.电阻应变仪,放大由电阻应变片(计)组成的电桥所输出的电压,以电压或电流信号输出;3.指示、记录装置,可为指针式仪表,或示波器、记录器、计算机,作用是对信号加以指示、记录或分析(二)电阻应变计的工作特性【半导电阻应变计(金属)又称电阻应变片,工作原理基于弹性材料的机械应变效应。
体应变片为压阻效应】(1) 应变计(片)的灵敏系数KK=(R/R)/ε( ε=l / l)(2)可测应变范围应变计的最小可测应变量决定于应变计的灵敏系数及测量仪器的灵敏度常用应变仪可测最小应变为1微应变,记作 1με(1 με=10-6 )相当钢质试件上的应力为σ=Eε≈0.2MPa。
可测最大应变取决于应变计的强度、线性范围及粘结剂的效能.(3)温度的影响应变计的电阻温度系数是其安装在试件上时单位温度变化所产生的电阻相对变化量。
例:贴在钢质试件上康铜应变片(计)的电阻温度系数α0 约为12με/℃,灵敏度系数 K 约为 2,由 Kε=α0 t 可知,温度变化 1℃相当于应变值 6με。
这说明电阻应变计的热输出是不能忽略的,可利用电桥特性进行温度补偿,也可采用温度自补偿应变计。
图1:简单的扭矩测量方法。
根据上面的例子,通过在机轴和调速轮之间插入联机扭矩传感器,可以测量引擎所产生的动态扭矩,避免调速轮的旋转惯性和传动损失。
为了测量驱动车轮的、儿乎静态的恒稳态扭矩,要把联机传感器放置在汽车的轮缘和盘毂之间,或放置在主动轴中。
山于典型的扭矩传动轴(drive line)的旋转惯性和其它相关的零件 (的原因),联机测量常常是恰当地测量动态扭矩的唯一方式。
反扭矩传感器利用了牛顿笫三定律:'两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等而方向相反。
‘为了测量电动机产生的扭矩,我们可能采用如上所述的联机测量方法,或我们可能测量需要多大的扭矩才能阻止电动机的旋转,通常称为反扭矩。
图2:扭矩传感器的放置是重要的。
在旋转的应用中,对传感器做电气连接显然是一个问题,测量反扭矩就可以避免 电气连接;但是,这样做也有缺陷。
反扭矩传感器常常需要支撑重要的无关负载, 如电动机的重量或至少驱动轴的部分(重量)。
这些负载可能引起耦合误差(传感 器除了对已确定待测的反扭矩作出响应之外,还对其它力引起的反扭矩也作出了 响应),有时侯会降低灵敏度,因为不得不加大传感器以支撑无关的负载。
对静 态扭矩测量,采用联机和反扭矩这两种方法将得到相同的测量结果。
传感器的连接在旋转应用中做联机测量,对用户来说,把传感器从旋转的零件连接到固定的零 件将永远是一个要面对的挑战。
传感器的连接有儿种方法,每一种都有其优缺点。
在旋转的传感器和固定的电子部件之间建立连接,最常见的方法是采用滑环 (slipring )。
它山一组跟传感器一起旋转的导电环、一连串与导电环接触的导电 刷和发送传感器信号的(电极)构成。
滑环是一种在各种应用中获得广泛应用、性能良好和经济的解决方案。
相对而言, 这种直截了旳的测量方法缺点很少,是一种在大多数应用中经受了时间考验的方 案。
但是,导电刷和不太宽的导电环是消耗品,寿命有限,不适用于长期测试之 用,也不适用于要定期保养的应用(改写)。
扭矩的解释在科技迅猛发展的今天,车辆上普遍采用柴油机、汽油机和电动机。
现代汽车对发动机扭矩的要求越来越高,其实汽车本身就是个巨大的电动机。
在我们驾校的课堂上老师也给我们讲过这方面的知识。
但是不管是哪种能源驱动,车轮都必须带动车轴才能行驶。
但是车轴又没有动力,怎么办呢?靠发动机的曲轴提供。
当然,曲轴上还装有飞轮。
飞轮上的齿圈旋转的速度很快,可以把扭矩放大,所以曲轴旋转一周,发动机上的飞轮就能转两周,而曲轴每旋转一周所做的功都相等,所以曲轴就只用来输出扭矩了。
在使用柴油机时会感到它比汽油机更耗油,是因为活塞往复运动时要消耗燃料。
而曲轴也是这样,所以必须装一些东西来增加其扭矩,以减少它的损失。
在发动机上安装飞轮并非唯一的方法。
在二冲程发动机上,如果采用倒顺开关式点火系统,就可以利用惯性原理,让发动机上的飞轮反转,从而输出较大的扭矩。
所以柴油机又被称为复式发动机。
扭矩,也称转矩。
指发动机输出轴的扭转力矩。
由发动机曲轴通过飞轮和从动齿轮传到驱动车轮。
人们说:“某某车提速很快”,这就是说扭矩大。
比如:雪佛兰科迈罗, 2.7T的科迈罗车最大扭矩达到了501牛米。
看一个人有没有力气,只要挑他拉一挑百斤重的担子就行了。
小汽车或卡车的动力性主要指标是“扭矩”,它是衡量汽车在良好路面上牵引和输出能力的参数,它反映在曲轴转一周内克服路面对轮胎的阻力矩的大小,理想情况下,最大扭矩与发动机转速无关。
所以“大扭矩”的车不一定省油。
扭矩的定义:物体绕着某一点转动一周的力矩。
扭矩对汽车来说极为重要,尤其在对汽车加速性能要求较高的场合,扭矩的作用更加明显。
从理论上讲,如果一台发动机的最大扭矩越大,其功率就可以越大。
对于同一款发动机来说,扭矩越大,其最大功率越低;反之亦然。
因此,汽车厂商常常通过提升发动机的最大扭矩来提升发动机的功率和输出特性,比如宝马的某款发动机最大扭矩为270Nm,丰田的某款发动机最大扭矩为270Nm。
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扭矩(牛米):测量物体受力转动的力矩。
扭矩是使物体发生转动的力。
发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。
在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系,转速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽车在一定范围内的负载能力。
扭矩在物理学中就是力矩的大小,等于力和力臂的乘积,国际单位是牛米Nm,此外还可以看见kgm、lb-ft这样的扭矩单位,由于G=mg,当g=9.8的时候,1kg的重量为9.8N,所以1kgm=9.8Nm,而磅尺lb-ft则是英制的扭矩单位,1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m,可以算出1lb-ft=0.13826kgm。
在人们日常表达里,扭矩常常被称为扭力(在物理学中这是2个不同的概念)。
例如:8代Civic 1.8的扭矩为173.5Nm@4300rpm,表示引擎在4300转/分时的输出扭矩为173.5Nm,那173.5N的力量怎么能使1吨多的汽车跑起来呢?其实引擎发出的扭矩要经过放大(代价就是同时将转速降低)这就要靠变速箱、终传和轮胎了。
引擎释放出的扭力先经过变速箱作“可调”的扭矩放大(或在超比挡时缩小)再传到终传(尾牙)里作进一步的放大(同时转速进一步降低),最后通过轮胎将驱动力释放出来。
如某车的1挡齿比(齿轮的齿数比,本质就是齿轮的半径比)是3,尾牙为4,轮胎半径为0.3米,原扭矩是200Nm 的话,最后在轮轴的扭力就变成200×3×4=2400Nm(设传动效率为100%)在除以轮胎半径0.3米后,轮胎与地面摩擦的部分就有2400Nm/0.3m=8000N,即800公斤力的驱动力,这就足以驱动汽车了。
若论及机械效率,每经过一个齿轮传输,都会产生一次动力损耗,手动变速箱的机械效率约在95%左右,自动变速箱较惨,约剩88%左右,而传动轴的万向节效率约为98%。
整体而言,汽车的驱动力可由下列公式计算:扭矩×变速箱齿比×最终齿轮比×机械效率/轮胎半径补充一点:为什么引擎的功率能由扭矩计算出来呢?功率P=功W/时间t,功W=力F×距离s;所以,P=F×s/t=F×速度v这里的v是线速度,而在引擎里,曲轴的线速度=曲轴的角速度ω×曲轴半径r,代入上式得:功率P=力F×半径r×角速度ω ;而力F×半径r=扭矩得出:功率P=扭矩×角速度ω 所以引擎的功率能从扭矩和转速中算出来角速度的单位是弧度/秒,在弧度制中一个π代表180度发动机扭矩概述扭矩是使物体发生转动的力。
力矩、转矩、扭矩的差异和测量
力矩、扭矩、转矩这三个词语在行业内经常被工程师们混着用,大家也都觉得这三者是同一个概念,测试时也只是关注一下其额定值和峰值。
今天就来浅析一下三者的区别以及相关的测试项目。
一、力矩、扭矩、转矩的来源与区别
提到力矩,我们立刻会想到杠杆。
作用力和支点与力作用方向相垂直的距离的乘积就称为力矩。
力矩的单位是牛顿-米。
图1 杠杆力矩
扭矩、转矩则是转动的力矩,对于转动的物体,若将转轴中心看成支点,在转动的物体圆周上的作用力和转轴中心与作用力方向垂直的距离的乘积就称为转矩。
当圆柱形物体,受力而未转动,该物体受力后只存在因扭力而发生的弹性形变,此时的转矩就称为扭矩。
图2 扭矩、转矩。