转矩测量仪表(卷名：机械工程)
torque measuring instrument
直接测量电动机、发动机和其他旋转机械转矩的机械量测量仪表。转矩的测量是基于机器转轴在承受转矩时产生扭应力或扭转角位移的原理，用电测技术测出扭应力或扭转角位移以求出转矩值。转矩测量仪表按工作原理可分为扭应力式（包括电阻应变式、磁弹性式等）和扭转角位移式（包括相位差式、振弦式等）两类。
电阻应变式转矩测量仪表 一般在扭转轴上按与轴线成规定的方向粘贴4片电阻应变片，组成应变电桥。当扭转轴受转矩而产生扭转变形时，各应变片的阻值即随之发生变化，电桥输出的不平衡电压与转矩成比例。即转轴在测量中是连续旋转的，所以应变电桥的供电和信号输出需要用滑环、电刷或旋转变压器、无接触信号传输器等。这种仪表能测量静态和动态转矩，测量精确度可达±1～±0.2％。
磁弹性式转矩测量仪表 用铁磁材料制成的转轴，在未受转矩时轴表面的各方向的磁导率相等。当转轴受转矩时，扭应力使轴表面的某些方向的磁导率不相等。在转轴外按一定位置布置有电磁铁的初级、次级线圈。当初级线圈输入交流激磁电流时，在轴表面上产生的磁场分布的形状即随扭应力的大小而变化，在次级线圈中感应出与转矩成比例的电信号。这种仪表因线圈与转轴无机械接触，对从低速到高速机器的转矩测量均适用，尤其适用于需要长期监视转矩的场合。其测量精确度为±1%。
相位差式转矩测量仪表 利用两个磁电式检测器将扭转轴的扭转角位移转换为相位差信号。两个相同的铁质齿轮分别固定于扭转轴的两端（图1），其间矩为l。在每一齿轮的上方各装有一只磁电式检测器。磁电式检测器内有小圆柱形磁钢，磁钢外周绕有线圈。当扭转轴转动时，由于磁钢与齿轮间气隙磁导的变化，在线圈中产生接近正弦波的电信号；当扭转轴转动而未加转矩时，两个检测器产生具有初始相位差（装配所引起）的两个电信号；当扭转轴转动且加转矩时，两个电信号的相位差发生变化。相位差的变化量与所加的转矩值成正比。用电子装置将相位差信号转换为脉冲数，输入电子计数器而显示转矩值。这种仪表的测量范围一般为0.2～100千牛顿·米，转速范围为0～120000转／分，测量精确度可达±0.5～±0.1％。
振弦式转矩测量仪表 两个具有凸台的卡环安装在传动轴上相距L的位置，在两对凸台间装有两根有一定拉紧力的振弦（图2）。当传动轴受转矩Μ时，振弦1即伸长，而振弦2缩短。两个振弦式传感器将振弦的伸长和缩矩量转换为两个电频率信号。滑环、电刷或旋转变压器、无接触信号传输器将两个信号输入电子装置，以显示或打印出转矩值。这种仪表一般用于测量直径为50～750毫米转轴所传递的传矩，测量精确度可达到±1％。
参考书目
E.O.Doebelin，Measurement Systems， Application and Design，Rev.ed.，McGraw-Hill Book Co.，New York，1975.