扭矩測(cè)量說(shuō)明

1、扭矩測(cè)量說(shuō)明一、測(cè)量原理：由材料力學(xué)知，當(dāng)受扭矩作用時(shí)，軸表面有最大剪應(yīng)力T max。軸表面的單元體為純 剪應(yīng)力狀態(tài)，在與軸線(xiàn)成45度的方向上有最大正應(yīng)力。1和Q 2 ,其值為|。1 | = |。 2 | = T max。相應(yīng)的變形為 1和 2 ,當(dāng)測(cè)得應(yīng)變后，便可算出T max及扭矩（可以使 用BeeData自帶的應(yīng)變扭矩計(jì)算工具，直接計(jì)算出扭矩值。測(cè)量時(shí)應(yīng)變片沿與軸線(xiàn)成45 的方向粘貼（可以使用扭矩測(cè)量45度角專(zhuān)用應(yīng)變片由于采用無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)，測(cè)量節(jié)點(diǎn)跟隨軸旋轉(zhuǎn)，不再需要拆軸安裝扭矩傳感器。二、粘貼應(yīng)變片：正確粘貼應(yīng)變片是保證扭矩準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵步驟，不合適的粘貼將引起零飄，蠕變等問(wèn) 題。為了

2、減小電流消耗，推薦使用350歐姆或更大阻值應(yīng)變片。組橋方式：推薦使用專(zhuān)用扭矩測(cè)量應(yīng)變片（45度角）組成全橋進(jìn)行扭矩測(cè)量?？梢允褂脝纹霕驊?yīng)變 片（比如BE350-5HA）,上下對(duì)稱(chēng)沿軸向貼片，組成全橋，該貼法具有消除彎曲影響的 優(yōu)點(diǎn)。也可以使用單片全橋應(yīng)變片，該貼法具有粘貼方便的優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)變片成本較高， 不能消除彎曲影響。圖1上下半橋貼法圖2單片全橋打磨區(qū)旋轉(zhuǎn)軸定位線(xiàn)粘貼應(yīng)變片2.1電阻應(yīng)變片的選擇：在應(yīng)變片靈敏數(shù)K相同的一批應(yīng)變片中，剔除電阻絲柵有形狀缺陷，片內(nèi)有氣泡、霉 斑、銹點(diǎn)等缺陷的應(yīng)變片。用數(shù)字萬(wàn)用表的電阻檔測(cè)量應(yīng)變片的電阻值R,將電阻值在350 2Q范圍內(nèi)的應(yīng)變片選出待用（應(yīng)變片

3、靈敏系數(shù)由廠(chǎng)家標(biāo)定，一般為2.00左右）。2.2軸表面的處理：用銼刀和粗砂紙等工具將試件在軸上的貼片位置的油污、漆層、銹跡、電鍍層除去，再用細(xì)砂紙打磨成45交叉紋，之后用鑲子夾起丙酮棉球?qū)①N片處擦洗干凈，至棉球潔白 為止。見(jiàn)圖2-1。旋轉(zhuǎn)軸圖2-1鋼試件應(yīng)變片粘貼處表面處理示意圖測(cè)點(diǎn)定位：應(yīng)變片必須準(zhǔn)確地粘貼在試件的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)上，而且粘貼方向必須是要測(cè)量的應(yīng)變方向 （如果使用專(zhuān)用45度角應(yīng)變片，應(yīng)變片沿軸向粘貼，為達(dá)到上述要求，要在試件上用鋼板 尺和劃針畫(huà)一個(gè)十字線(xiàn)（一根長(zhǎng)，一根短），十字線(xiàn)的交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)位置，較長(zhǎng)的一根線(xiàn)要 與軸向一致。見(jiàn)圖2-2。應(yīng)變測(cè)量中心點(diǎn)軸向圖2-2應(yīng)變片定位示意圖2

4、.3應(yīng)變片粘貼：（1）應(yīng)變片的粘貼：注意分清應(yīng)變片的正、反面（有引出線(xiàn)引出的一面為正面），用左手 捏住應(yīng)變片的引線(xiàn)，右手上膠，在應(yīng)變片的粘貼面反面）上勻而薄地涂上一層粘結(jié)劑（502瞬 間粘結(jié)劑）。稍微等待一段時(shí)間，當(dāng)膠水發(fā)粘時(shí)，校正方向（應(yīng)變片的定位線(xiàn)與十字線(xiàn)交叉線(xiàn) 對(duì)準(zhǔn)），再墊上塑料薄膜，用手沿一個(gè)方向滾壓12分鐘即可。見(jiàn)圖2-3。應(yīng)變片（膠基）圖2-3應(yīng)變片粘貼示意圖粘貼要點(diǎn)：分清正反面，膠水不要涂得太多而影響粘貼效果，方向和位置必須準(zhǔn)確， 注意不要把引線(xiàn)粘貼在軸上。（2）應(yīng)變片粘貼完畢后的檢查：應(yīng)變片貼好后，先檢查有無(wú)氣泡、翹曲、脫膠等現(xiàn)象， 再用數(shù)字萬(wàn)用表的電阻檔檢查應(yīng)變片有無(wú)短路、斷

5、路和阻值發(fā)生突變（因應(yīng)變片粘貼不平整 導(dǎo)致）的現(xiàn)象，如發(fā)生上述現(xiàn)象，就會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，這時(shí)要重貼。2.4導(dǎo)線(xiàn)固定：由于應(yīng)變片的引出線(xiàn)很細(xì)特別是引出線(xiàn)與應(yīng)變片電阻絲的連接強(qiáng)度很低極 易被拉斷，因此需要進(jìn)行過(guò)渡。連接導(dǎo)線(xiàn)是將應(yīng)變片的感受信息傳遞給測(cè)試儀器的過(guò)渡線(xiàn)，其一端與應(yīng) 變片的引出線(xiàn)相連，另一端與扭矩節(jié)點(diǎn)相連接。（1）接線(xiàn)柱的粘貼：接線(xiàn)柱（應(yīng)變片廠(chǎng)家通常可以提供）的作用是將應(yīng)變片的引線(xiàn)與接 入扭矩節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線(xiàn)連接上。用鑲子將接線(xiàn)柱按在要粘貼的位置，然后滴一滴膠水在接線(xiàn)柱邊緣，待一分鐘后，接 線(xiàn)柱就會(huì)粘貼在試件上。見(jiàn)圖2-4。（注意：接線(xiàn)柱不要離應(yīng)變片太遠(yuǎn)，否則會(huì)使應(yīng)變片的引 出線(xiàn)與試件接觸而

6、導(dǎo)致應(yīng)變片與試件短路。若接線(xiàn)柱與應(yīng)變片相隔較遠(yuǎn)時(shí)，則要在引線(xiàn)的下 面粘貼一層絕緣透明膠帶，防止引出線(xiàn)與試件接觸。）（a）接線(xiàn)柱距應(yīng)變片較近（b）接線(xiàn)柱距應(yīng)變片較遠(yuǎn)圖1-4接線(xiàn)柱粘貼示意圖（2）焊接：用電烙鐵將應(yīng)變片的引出線(xiàn)和導(dǎo)線(xiàn)一起焊接在接線(xiàn)柱上。焊接要點(diǎn)：連接點(diǎn)必須用焊錫焊接，以保證測(cè)試線(xiàn)路導(dǎo)電性能的質(zhì)量要求，焊點(diǎn)大小應(yīng)均勻，不能過(guò)大，不能有虛焊。技巧一：接線(xiàn)柱掛錫。電烙鐵熱了之后，先掛少許松香，再掛少許焊錫，然后將電烙鐵 在接線(xiàn)柱上放置23秒鐘左右拿開(kāi)即可。通常要求接線(xiàn)柱上基本掛滿(mǎn)焊錫，如果接線(xiàn)柱上未 能掛上焊錫或掛的焊錫較少，可再重復(fù)一次。見(jiàn)圖2-5。（注意：焊錫也不可太多，若焊錫太 多

7、流到試件上，則會(huì)引起應(yīng)變片與試件發(fā)生短路現(xiàn)象。）技巧二：導(dǎo)線(xiàn)掛錫。電烙鐵熱了之后，先掛少許松香，再掛少許焊錫，然后將電烙鐵與 導(dǎo)線(xiàn)的裸露線(xiàn)芯的四周都接觸上，整個(gè)導(dǎo)線(xiàn)掛錫就完成了。（注意：導(dǎo)線(xiàn)掛錫一端的裸露線(xiàn) 芯不能過(guò)長(zhǎng)，以 31mm 為宜。）技巧三：引出線(xiàn)及導(dǎo)線(xiàn)的焊接。先用導(dǎo)線(xiàn)掛錫的一端將應(yīng)變片的引出線(xiàn)壓在接線(xiàn)柱上， 再把電烙鐵放到接線(xiàn)柱上，當(dāng)焊錫熔化之后立即將電烙鐵移走，拿導(dǎo)線(xiàn)的手此時(shí)不能移動(dòng)， 35秒之后，焊錫重新凝固，整個(gè)的焊接就完成了。（注意：引出線(xiàn)不要拉得太緊，以免試 件受到拉力作用后，接線(xiàn)柱與應(yīng)變片之間距離增加，使引出線(xiàn)先被拉斷，造成斷路；也不能 過(guò)松，以避免兩引出線(xiàn)互碰或引出線(xiàn)與

8、試件接觸造成短路。焊接完成后將引出線(xiàn)的多余部分 剪掉。）圖2-5接線(xiàn)柱焊接示意圖2.5制作防潮層：應(yīng)變片在潮濕環(huán)境或長(zhǎng)期中必須具有足夠的絕緣度，一旦應(yīng)變片受潮，其阻值就會(huì)不 穩(wěn)定，從而導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確地測(cè)量應(yīng)變，因此，在應(yīng)變片貼好后，須制作防潮層。防潮層可以 用環(huán)氧樹(shù)脂一份CH31A與一份CH31B混合而成，然后將配置好的防潮劑涂在應(yīng)變片上（包 括引線(xiàn)的裸露部分），也可以用硅橡膠涂在應(yīng)變片上（防潮要求不高時(shí)采用），再用萬(wàn)用表和兆 歐表檢查一遍。防潮劑一般需固化24小時(shí)。3.全橋組橋接線(xiàn)如果使用上下半橋組成全橋，請(qǐng)按如下方式接線(xiàn)。請(qǐng)注意接線(xiàn)，否則 可能導(dǎo)致測(cè)到的數(shù)值 不是扭矩應(yīng)力。注:使用 SG40

9、1/402 時(shí)用 Sx+/Sx-圖3上下半橋應(yīng)變片接線(xiàn)圖4.連接扭矩節(jié)點(diǎn)將應(yīng)變片引線(xiàn)連接到扭矩測(cè)量節(jié)點(diǎn)TQ201的相應(yīng)接線(xiàn)柱。使用3M專(zhuān)用膠帶（轉(zhuǎn)速低時(shí)，可以使用結(jié)實(shí)的透明膠帶替代），將9V電池及扭矩節(jié)點(diǎn)對(duì) 稱(chēng)捆綁在軸上，務(wù)必保證旋轉(zhuǎn)時(shí)，膠帶足夠結(jié)實(shí)，電池及節(jié)點(diǎn)不會(huì)因?yàn)殡x心力甩出。5,檢查應(yīng)變片正確連接完成之后，可以開(kāi)始采集，檢查應(yīng)變片粘貼及接線(xiàn)。在正常情況下，采集1-5分鐘 之后，進(jìn)行清零，在不加載的情況下，應(yīng)變值應(yīng)該恒定為零（或者非常小范圍內(nèi)波動(dòng)，波動(dòng) 范圍不大于2微應(yīng)變?nèi)绻辶阒?，?yīng)變初始測(cè)量值大于650微應(yīng)變（全橋），超過(guò)了標(biāo) 準(zhǔn)的測(cè)量范圍，很大可能是接線(xiàn)，短路或軟件設(shè)置問(wèn)題。如果清

10、零后，應(yīng)變值波動(dòng)較大，或 者持續(xù)增加（減小），請(qǐng)檢查連線(xiàn)或重新貼片。三、設(shè)置參數(shù)：1.計(jì)算橋路系數(shù)如圖4，使用BeeData工具欄內(nèi)用戶(hù)系數(shù)計(jì)算公式，計(jì)算用戶(hù)系數(shù)值Eii3：i 司臼園 Bi rilorfbmilij, Ct-j titWIlSiVCltllXiV BX廈心頑司面兒 5丁航E. iMapi ：ii時(shí)匹:聞崩珂 K蘭印-日羽itLVr=L.站mbaiiilVn”.叫圖5扭矩轉(zhuǎn)換系數(shù)采集通道配置在BeeData設(shè)置欄內(nèi)，打開(kāi)采集通道配置，在K值欄目填入K值（K值=橋路系數(shù)x扭矩轉(zhuǎn)換系數(shù)），同時(shí)設(shè)置使用單位N.m。胡胡0L1LBM用間辛點(diǎn)+iSJ歐1T 45 1U2003向制硝童由.

11、由我魯2D07-3-E41T:A5：O2QD3赫勵(lì)ft*2007-3-2111 * i j網(wǎng)監(jiān)節(jié)點(diǎn)色:弟羊20：|-1-2417 45 113J&3.S.tt京本特世童由.2D07-E17：4S：20D3節(jié)點(diǎn)JE車(chē)瑚5蘭國(guó).度行代強(qiáng)成8*枕巷*帥L颼?F一 9 H愜迪謹(jǐn)用g日困 1 doe Mj smtoi .L| j Bi-bdatkB i+B? *.* ；- * 或 LT IT圖6通道配置四、轉(zhuǎn)速測(cè)量：1 .使用TQ201內(nèi)部霍爾開(kāi)關(guān)測(cè)量轉(zhuǎn)速TQ201頭部設(shè)計(jì)有霍爾開(kāi)關(guān)，在霍爾開(kāi)關(guān)附近放置磁鐵（當(dāng)磁鐵處于有效位置時(shí)，磁鐵有 效指示燈點(diǎn)亮），當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，TQ201將輸出轉(zhuǎn)速信號(hào)。霜爾開(kāi)美磁鐵有效指示燈圖7磁鐵放置圖2 .使用光電轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速將激光轉(zhuǎn)速傳感器輸出的脈沖信號(hào)接入無(wú)線(xiàn)轉(zhuǎn)速節(jié) 點(diǎn)xxx，無(wú)線(xiàn)發(fā)射到網(wǎng)關(guān)，由網(wǎng)關(guān)同時(shí)將扭矩和轉(zhuǎn)速值同時(shí)送入BeeData顯示存儲(chǔ)。3.功率計(jì)算打開(kāi)BeeData的功率顯示窗體，可以直接顯示功率值。五、校準(zhǔn)：shunt down 校準(zhǔn)TQ201內(nèi)部設(shè)計(jì)有校準(zhǔn)電阻，當(dāng)應(yīng)變片連接好，開(kāi)始采集的時(shí)候，可以使用內(nèi)部校準(zhǔn)電阻 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，詳細(xì)見(jiàn)TQ201說(shuō)明書(shū)。材料扭矩系數(shù)靜態(tài)校準(zhǔn)如上所述，應(yīng)變-扭矩轉(zhuǎn)換系數(shù)可通過(guò)工具計(jì)算得到。參數(shù)輸入軸的彈性模量通常采用材料