第7章 力學(xué)參數(shù)測量

了解和掌握機械結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的方法：

(1)理論分析

(2)實驗分析實驗分析基本作用：

(1)分析研究機械結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)

(2)驗證設(shè)計理論的正確性

(3)設(shè)計制作標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)傳感器

(4)了解和掌握機械設(shè)備在實際工作中的安全性應(yīng)變和力是最重要的測量力學(xué)參數(shù)。應(yīng)變電測法：利用電阻應(yīng)變片測量構(gòu)件表面應(yīng)變，再根據(jù)應(yīng)變與應(yīng)力的關(guān)系確定構(gòu)件表面應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)變電測法測量系統(tǒng)構(gòu)成：應(yīng)變片、應(yīng)變儀、記錄儀、分析處理設(shè)備。第七章力學(xué)參數(shù)測量

一、電橋輸出特性

在受力構(gòu)件的測點處，按其應(yīng)變方向，粘貼應(yīng)變片R1、R2、R3、R4，組成電橋，輸出電壓第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量忽略高次項

橋臂應(yīng)變片的靈敏度K

相同第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量

二、應(yīng)變片布片和組橋應(yīng)變片感受的是構(gòu)件表面某點的拉（壓）應(yīng)變。在多數(shù)情況下，表面應(yīng)變可能是由多種內(nèi)力因素（如既有拉力，又伴有彎矩）造成的。應(yīng)變片本身不能分辨示值中的各應(yīng)變成分，但是只要合理地選擇貼片位置、方位和把應(yīng)變片合格地接入電橋，就能利用電橋的和差特性，達(dá)到測量目的。

第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量1、應(yīng)力測量基本步驟選擇測點→粘貼應(yīng)變片→組成測量電路和系統(tǒng)→應(yīng)力應(yīng)變換算。測點選擇與確定

——根據(jù)受力構(gòu)件(受力狀況分析或)測量要求，確定測點位置。應(yīng)變片粘貼方向確定——最大應(yīng)變方向。第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量2、貼片與接橋原則①分析構(gòu)件受力性質(zhì)，了解應(yīng)力分布規(guī)律，選擇主應(yīng)力最大、最能反映力學(xué)規(guī)律的點為貼片位置；②按電橋和差特性組橋，得到欲測應(yīng)變的輸出，且靈敏度高，非線性誤差小，消除溫度影響；③測量載荷時，貼片位置的應(yīng)變與外載荷成線性關(guān)系(避開非線性區(qū))。第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量3、受力構(gòu)件應(yīng)力狀態(tài)：

單向應(yīng)力、平面應(yīng)力和三向應(yīng)力。應(yīng)力應(yīng)變測量只能測量受力構(gòu)件的表面應(yīng)力，屬于平面應(yīng)力測試。第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量對臂相加，鄰臂相減。第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量1、單向應(yīng)力第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量三、貼片方位與應(yīng)力應(yīng)變計算

應(yīng)變片R1沿主應(yīng)力方向粘貼，補償片RB貼在相同材質(zhì)并處于相同溫度下的補償件上R1

和RB組成半橋，由應(yīng)變儀即可測得應(yīng)變，根據(jù)虎克定律計算應(yīng)力拉(壓)應(yīng)力彎曲應(yīng)力1、單向應(yīng)力第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量三、貼片方位與應(yīng)力應(yīng)變計算也可把補償片RB粘貼在被測構(gòu)件上，RB垂直于受力方向粘貼，由R1

、RB組成半橋，此時應(yīng)變儀測得的應(yīng)變值為拉(壓)應(yīng)力2、平面應(yīng)力狀態(tài)構(gòu)件表面上的力，除純拉伸（壓縮）及構(gòu)件的棱邊屬單向應(yīng)力狀態(tài)外，都是平面應(yīng)力狀態(tài)。1）主應(yīng)力方向已知承受內(nèi)壓的薄壁圓筒形容器的筒體，系處于平面應(yīng)力狀態(tài)下，其主應(yīng)力方向是已知的。只需沿兩個互相垂直的主應(yīng)力方向上各貼一片應(yīng)變片，另外再采取溫度補償措施，就可以直接測出主應(yīng)變和。

第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量a.

薄壁壓力容器——主應(yīng)力與壓力方向一致沿兩垂直主應(yīng)力方向上各貼一片應(yīng)變片，另外再采取溫度補償措施，就可以直接測出主應(yīng)變。

第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量b.純扭軸表面應(yīng)力——兩主應(yīng)力

1、

3大小相等，方向相反，并與軸線成450和1350

3)

未知主應(yīng)力方向在測點處，設(shè)定x、y坐標(biāo)方向第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量對任意三個已知方向θ1、θ2、θ3進(jìn)行應(yīng)變測量相應(yīng)εi

三個方程聯(lián)立求解得出x、y方向應(yīng)變εx,εy,γxy

測點處主應(yīng)變ε1,ε2和主應(yīng)變方向第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量實際應(yīng)用——取θ1,θ2,θ3為特殊角，如00,450,900或00,600,1200，做成應(yīng)變花。第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量在主應(yīng)力方向可大致分析出來的情況下，一般采用45°應(yīng)變花，將互成90°的兩個應(yīng)變片沿大致確定的主應(yīng)力方向粘貼，這樣感受的應(yīng)變信號較大，可以減小測量誤差。

60°應(yīng)變花宜用在主應(yīng)力方向完全不清楚的情況下，因為三個應(yīng)變片與主應(yīng)力方向靠近的機會大，感受的應(yīng)變值也較大，因而可以得到比較精確的結(jié)果。三片450應(yīng)變花三片600應(yīng)變花

四、組合應(yīng)力作用下的單項應(yīng)力測量——了解其中單項力的作用，而消除其他力的影響。

基本方法：

1)利用拉(壓)、彎、扭主應(yīng)力的正負(fù)應(yīng)變特性；

2)合理利用電橋和差特性。第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量測拉力測彎矩拉（壓）彎組合彎曲R1、R2同向變化時，對臂相加，鄰臂相減。R1、R2反向變化時，鄰臂相加，對臂相減。溫度補償片測轉(zhuǎn)矩第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量扭轉(zhuǎn)純扭軸表面應(yīng)力——兩主應(yīng)力大小相等，方向相反，并與軸線成450和1350

拉（壓）彎扭組合第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量例題：如圖所示，在一受拉彎綜合作用的構(gòu)件上貼有四個電阻應(yīng)變片，試分析如何組橋才能進(jìn)行下述測試：(1)只測彎矩，消除拉應(yīng)力的影響；(2)只測拉力，消除彎矩的影響。求：各應(yīng)變片感受的應(yīng)變以及電橋的輸出電壓？第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量（1）只測彎矩設(shè)構(gòu)件上表面因彎矩產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)棣?，材料泊松比為μ，供橋電壓為u0，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)為K，各應(yīng)變片感受彎應(yīng)變：電橋輸出電壓第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量（2）只測拉力設(shè)構(gòu)件上表面因拉力產(chǎn)生的應(yīng)變?yōu)棣牛牧喜此杀葹棣?，供橋電壓為u0，應(yīng)變片靈敏度系數(shù)為K，各應(yīng)變片感受拉應(yīng)變：電橋輸出電壓五、應(yīng)力應(yīng)變測量系統(tǒng)第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量靜態(tài)測量：獲取構(gòu)件的應(yīng)力應(yīng)變分布資料，檢驗強度儲備，研究局部位置的應(yīng)力集中，所受載荷狀況。

動態(tài)測量：獲取應(yīng)變隨時間的變化過程。應(yīng)力應(yīng)變測量系統(tǒng)除必要的應(yīng)變片、動態(tài)應(yīng)變儀外，還必須配備相應(yīng)的記錄裝置。由于被測應(yīng)變的頻率變動范圍不同，而各種動態(tài)應(yīng)變儀和記錄器的頻率適用范圍都有限制，因此應(yīng)根據(jù)測量應(yīng)變頻率的需要選擇合適的測量儀器系統(tǒng)。動態(tài)應(yīng)變測量系統(tǒng)第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量應(yīng)變片靜動態(tài)應(yīng)變儀動態(tài)應(yīng)變儀超動態(tài)應(yīng)變儀磁帶記錄儀光線示波器電子示波器筆式記錄儀計算機照相機濾波器頻譜分析儀0-200Hz0-10kHz>200kHz0-10kHz0-80Hz0-1MHz0-5kHz根據(jù)測量應(yīng)變頻率的需要選擇合適的測量儀器系統(tǒng)。注意儀器之間阻抗匹配問題。六、提高測量精度的措施第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量1）選擇合適的儀器并準(zhǔn)確標(biāo)定；2）消除導(dǎo)線電阻的影響；3）補償溫度影響；4）修正應(yīng)變片橫向效應(yīng)；5）減小應(yīng)變片貼片誤差；6）減小應(yīng)變片動態(tài)響應(yīng)和疲勞壽命影響。第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量根據(jù)測試對象選擇靜、動態(tài)特性滿足要求的儀器，并在實測之前對儀器及組成的測試系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，準(zhǔn)確地確定輸入輸出的量值關(guān)系；測定系統(tǒng)的頻率響應(yīng)；以及環(huán)境因素對靈敏度的影響等。標(biāo)定時的條件力求與工作條件一致。

1）選擇合適的儀器并準(zhǔn)確標(biāo)定第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量2）消除導(dǎo)線電阻引起的影響設(shè)應(yīng)變片用兩根導(dǎo)線連接到測量儀器，電阻為

結(jié)論：導(dǎo)線電阻的存在使應(yīng)變測量值變小→修正。單臂半橋每個應(yīng)變片用兩根長導(dǎo)線與應(yīng)變儀連接每個應(yīng)變片僅用一根長導(dǎo)線與儀器連接，另一端采用一根公共導(dǎo)線方式。全橋：導(dǎo)線電阻不影響任何橋臂電阻，無需修正。第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量3）補償溫度影響第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量3）補償溫度影響原理：溫度變化總是同時作用在應(yīng)變片和試件上。橋路補償法：將兩個同樣的應(yīng)變片，分別貼在被測試件的應(yīng)變部位和與被測件同材料同溫度但不受力的補償件上，分別作為電橋的工作臂和補償臂，兩橋臂相鄰連接，其溫度變化引起的電橋輸出為零，起到溫度補償作用。溫度補償片第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量4）應(yīng)變片橫向效應(yīng)的修正

應(yīng)變片的敏感柵除縱向部分外，還有圓弧形或直線形的橫向部分。橫向部分既對應(yīng)變片軸線方向的應(yīng)變敏感，又對垂直于軸線方向的橫向應(yīng)變敏感，從而降低了應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，這就是應(yīng)變片的橫向效應(yīng)，其影響程度以橫向效應(yīng)系數(shù)表示。第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量橫向效應(yīng)誤差

橫向效應(yīng)系數(shù)H：橫向靈敏系數(shù)與縱向靈敏系數(shù)的比值稱為，其數(shù)值由實驗確定。第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量5）減小貼片誤差

應(yīng)變片粘貼后的方向如果與測點要求的方向不完全重合，也會給測量結(jié)果帶來誤差。沿預(yù)定被測方向的應(yīng)變

實際測出應(yīng)變?yōu)?/p>

應(yīng)變測量誤差第一節(jié)應(yīng)力應(yīng)變測量6）應(yīng)變片動態(tài)響應(yīng)和疲勞壽命影響

由于應(yīng)變片基底和粘結(jié)的膠層很薄，應(yīng)變從構(gòu)件表面?zhèn)鬟f到敏感柵的時間很短，時間常數(shù)為微秒級，可以認(rèn)為對應(yīng)變是立即響應(yīng)的。如果被測動態(tài)應(yīng)變的頻率遠(yuǎn)小于應(yīng)變片允許的極限頻率，則應(yīng)變片的動態(tài)誤差可忽略不計。若測點的應(yīng)變變化頻率較快，測量的時間較長，應(yīng)變片所經(jīng)受的應(yīng)變循環(huán)次數(shù)也就很多。在這種情況下，要求選用的應(yīng)變片具有較高的疲勞壽命。此外，對于動態(tài)應(yīng)變測量，應(yīng)特別注意應(yīng)變片引線與測量導(dǎo)線的可靠連接，以及導(dǎo)線的牢固安裝與保護(hù)，以保證測量的持續(xù)與可靠?！镫S機載荷

通過力和轉(zhuǎn)矩的測量，了解和研究零件/構(gòu)件內(nèi)部受力情況和工作狀態(tài)，為改進(jìn)設(shè)計和提高設(shè)備性能提供依據(jù)。一、力的測量方法

直接比較法和間接比較法

1、直接比較法

——根據(jù)力的平衡原理，與基準(zhǔn)量直接比較。例如：天平秤重——基于靜態(tài)重力或力矩平衡；特點：簡單易行，測量精度較高，適用于靜態(tài)測量。缺點：力值大時不易加載。第二節(jié)力測量2、間接比較法——將被測力通過轉(zhuǎn)換元件成比例地轉(zhuǎn)換為其他物理量，間接地與基準(zhǔn)量進(jìn)行比較。間接法適用于動態(tài)測量，測量精度取決于：包括傳感器在內(nèi)的測試系統(tǒng)精度和標(biāo)定精度。第二節(jié)力和轉(zhuǎn)矩測量間接測量轉(zhuǎn)換元件：彈性式、液壓式、電參量式（測力傳感器）。第二節(jié)力和轉(zhuǎn)矩測量被測力作用在彈性敏感元件上，元件在彈性范圍內(nèi)產(chǎn)生與作用力成比例的變形，并推動指針或刻度盤移動，顯示出被測力的大小。彈性式液壓式彈簧扁環(huán)圓環(huán)二、測力傳感器

特點：測力傳感器與純機械式測力裝置比較，具有彈性小、響應(yīng)速度快、易于記錄和易于進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)處理等優(yōu)點。適用于靜、動態(tài)及用于爆炸、斷裂等瞬態(tài)力的測量。

按用途分：力、壓力、轉(zhuǎn)矩傳感器…

按工作原理分：電阻應(yīng)變式、電感式、電容式、壓電式、壓磁式、壓阻式…

力傳感器用途：測力、稱重(荷重傳感器)第二節(jié)力測量特點：測力范圍大(mN～108N)；非線性誤差≤0.5%；測量精度可控制在±0.1%以內(nèi)(配套儀器具有相當(dāng)高的精度和穩(wěn)定性)1、電阻應(yīng)變式測力傳感器第二節(jié)力測量原理：按彈性元件結(jié)構(gòu)形式分類：

彈性元件柱式彈性元件梁式彈性元件圓柱形、圓筒形薄壁圓環(huán)形懸臂梁式輪輻式第二節(jié)力測量第二節(jié)力測量優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，強度和剛度較大，可測量較大載荷(107N)。用于拉力、壓力和稱重系統(tǒng)。

缺點：當(dāng)作用力偏離軸線方向時，彈性元件受附加橫向力和彎矩，產(chǎn)生測量誤差——貼片和組橋減小。載荷較小時，采用圓筒形。

1）柱式力傳感器

(a)圓柱形(b)圓筒形第二節(jié)力測量縱向應(yīng)變片R1和R3，R2和R4串聯(lián)，且處于對臂位置，以減小彎矩的影響。橫向粘貼的應(yīng)變片具有溫度補償作用。柱面展開圖與組橋輸出電壓

電壓靈敏度為單位供橋電壓時，傳感器在額定載荷下的輸出電壓，單位mV/V，通常取0.5～2.5mV/V。電壓靈敏度是傳感器設(shè)計的原始依據(jù)。第二節(jié)力測量電壓靈敏度圓柱應(yīng)力

彈性元件長度的確定應(yīng)考慮圓柱表面應(yīng)力的均勻性，圓柱的穩(wěn)定性及抗彎能力和圓柱的自振頻率等因素。第二節(jié)力測量圓柱長度圓柱直徑

取彈性元件屈服極限的1/5~1/4。

2.環(huán)式力傳感器

內(nèi)徑R1，外徑R2，平均半徑特點：結(jié)構(gòu)較簡單，穩(wěn)定性好，自振頻率高，主要用于中小載荷測量。第二節(jié)力測量圓環(huán)的厚度為h，根據(jù)圓環(huán)的平均半徑與厚度之間的不同分類：大曲率圓環(huán)5￡hR小曲率圓環(huán)5>hR第二節(jié)力測量A處彎矩最大（正值）B處彎矩最?。ㄘ?fù)值）截面處彎矩為零。

91.16/318.022bhFRbhFRWMAA?==s09.12bhFRWMBB-?=s第二節(jié)力測量對于R/h>5的小曲率圓環(huán)，可按直梁公式計算應(yīng)變：

2)貼片與組橋

39.6°截面處彎矩為零，應(yīng)變?yōu)榱?，故?yīng)避免在此處貼片。應(yīng)變片可貼于

A

、B

處的內(nèi)外表面。由于加載需要，在圓環(huán)端部A處做成剛性接頭→A處的應(yīng)變片應(yīng)貼在剛性范圍之外或只在B處粘貼應(yīng)變片。貼2或4片組成半橋或全橋。第二節(jié)力測量第二節(jié)力和轉(zhuǎn)矩測量由圓環(huán)演變?yōu)榘私黔h(huán)，組成三向力傳感器。應(yīng)用：機械加工過程中的切削力，動態(tài)三向力測量(主切削力、進(jìn)刀力、吃刀力)3）八角環(huán)彈性元件3.梁式力傳感器

特點：結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度高。類型：等截面梁：適合于5kN以下的載荷測量；

等強度梁：梁內(nèi)各截面的應(yīng)力相等，與長度方向的粘貼位置無關(guān)。第二節(jié)力測量最大應(yīng)力和應(yīng)變發(fā)生在梁的根部x=l處。根據(jù)梁的根部的應(yīng)力來計算梁的強度、確定梁的幾何尺寸。

在粘貼應(yīng)變片處

第二節(jié)力測量特點：高度低，精度高，抗偏心載荷能力強，加工困難。原理：當(dāng)外載荷作用在輪轂的上端面和輪圈的下端面時，輪輻上受到純剪應(yīng)力；傳感器可簡化為懸臂梁進(jìn)行計算，通過測量剪應(yīng)力來測量載荷。

組橋：一般貼8片應(yīng)變片，組成全橋，克服偏心載荷的影響。第二節(jié)力測量4.輪輻式力傳感器第二節(jié)力測量例題：等強度梁上、下表面貼有若干參數(shù)相同的應(yīng)變片，梁材料的泊松比為μ，在力P的作用下，梁的軸向應(yīng)變?yōu)棣?，用靜態(tài)應(yīng)變儀測量時，如何組橋方能實現(xiàn)下列讀數(shù)？a)

ε；b)(1+μ)ε；c)4ε；d)2(1+μ)ε；e)0；f)2ε

第二節(jié)力測量a)

ε；b)(1+μ)ε；c)4ε；d)2(1+μ)ε；e)0；f)2ε

解：有多種組橋方式，如：1.壓電式測力傳感器三、其他類型測力傳感器工作原理：類同壓電式加速度傳感器。

特點：①靜態(tài)特性好，即靈敏度高，線性度好，滯后小；當(dāng)采用大時間常數(shù)的電荷放大器時，可以測量靜態(tài)力，但長時間的連續(xù)測量靜態(tài)力將產(chǎn)生較大的誤差。②動態(tài)特性好，即固有頻率高，工作頻帶寬，幅值相對誤差和相位誤差小，瞬態(tài)響應(yīng)上升時間快，因此特別適于測量動態(tài)力和瞬態(tài)沖擊力。③穩(wěn)定性好，抗干擾能力強。第二節(jié)力測量(1)拉（壓）型單向測力傳感器第二節(jié)力測量兩片壓電晶片反向疊在一起→相同力作用下，產(chǎn)生電荷量增大一倍→靈敏度提高一倍。(2)三向測力傳感器第二節(jié)力測量

原理：傳感元件由三對不同切型的壓電晶片組成：

一對X0型切片具有縱向壓電效應(yīng)，用于測量z向力Fz

；

兩對Y0型切片具有橫向壓電效應(yīng)，互成90安裝，分別用于測量y向力Fy和x向力Fx。優(yōu)點：多向測力傳感器可以同時測量空間任意方向的作用力在x、y

、z

三個方向上的分力，既簡化了測力儀的結(jié)構(gòu)，又提高了測力系統(tǒng)的剛度。2.壓磁式測力傳感器——基于壓磁效應(yīng)，將被測力的變化轉(zhuǎn)換成傳感器導(dǎo)磁體的磁導(dǎo)率變化并輸出電信號。第二節(jié)力測量

彈性梁：對壓磁元件施加預(yù)壓力和減小橫向力和彎矩的干擾；

鋼球：保證力F沿垂直方向作用；

壓磁元件和基座的聯(lián)接表面應(yīng)十分平整密合。優(yōu)點：輸出功率大、抗干擾能力強、精度較高、線性好、壽命長、維護(hù)方便，能在有灰塵、水和腐蝕性氣體的環(huán)境中長期運行。3.差動變壓器式測力傳感器——大多數(shù)位移傳感器只要在結(jié)構(gòu)上作某些變動，便可改為測力傳感器，如差動變壓器式、電容式、電感式…

第二節(jié)力測量結(jié)構(gòu)：薄壁圓筒作彈性元件1，在其上部固定鐵芯2，下部固定線圈座5和線圈4。原理：彈性圓筒受力發(fā)生變形，帶動鐵芯在線圈中移動，兩者的相對位移量即反映了被測力的大小→通過彈性元件來實現(xiàn)力和位移間的轉(zhuǎn)換。

轉(zhuǎn)矩——作用力通過力臂對旋轉(zhuǎn)軸心所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動效應(yīng).

在機械傳動中，轉(zhuǎn)動軸的主要工作載荷是轉(zhuǎn)矩。

測量方法：直接比較法、間接比較法。第三節(jié)轉(zhuǎn)矩測量1.測量原理——

通過測量與轉(zhuǎn)矩有對應(yīng)關(guān)系的其他物理量來實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩測量。圓軸承受轉(zhuǎn)矩M，表面剪應(yīng)力在彈性范圍內(nèi)，剪應(yīng)變

相距l(xiāng)的兩截面間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)角θ

第三節(jié)轉(zhuǎn)矩測量應(yīng)變片貼在軸體表面上與軸線成450及1350方向上。

轉(zhuǎn)矩傳感器類型很多，電阻應(yīng)變式、相位差式、振弦式、壓磁式轉(zhuǎn)矩傳感器應(yīng)用普遍。

第三節(jié)轉(zhuǎn)矩測量2.常用轉(zhuǎn)矩傳感器

1)電阻應(yīng)變式傳感器

在轉(zhuǎn)矩M作用下，軸體表面與軸線成450及1350方向上產(chǎn)生正應(yīng)力，在數(shù)值上等于扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力第三節(jié)轉(zhuǎn)矩測量在450及1350方向正應(yīng)變

當(dāng)兩個應(yīng)變片分別接在電橋的相鄰兩個橋臂中，由電橋和差特性知，應(yīng)變儀讀數(shù)就是剪應(yīng)變值。剪應(yīng)變特點：結(jié)構(gòu)簡單，精度較高第三節(jié)轉(zhuǎn)矩測量信號傳輸：有線傳輸和無線傳輸。1)有線傳輸要用到集流裝置：接觸式和非接觸式。接觸式：電刷—滑環(huán)、水銀—滑環(huán)集流裝置；(缺點：觸點接觸力小時工作不可靠，增大接觸力時則觸點磨損嚴(yán)重，而且也增加了被測軸的摩擦力矩。)

非接觸式：感應(yīng)式集流裝置.2)無線傳輸：發(fā)射、接收裝置，遙測儀

2)相位差式轉(zhuǎn)矩傳感器

組成：傳動軸、齒形圓盤(磁性材料)，信號拾取器(傳感器)

第三節(jié)轉(zhuǎn)矩測量

工作原理：齒頂對準(zhǔn)磁極時磁通密度大；齒隙對準(zhǔn)磁極時磁通密度減小，變化的磁通在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。傳動軸空載旋轉(zhuǎn)，兩圓盤無相對位移，兩傳感器輸出感應(yīng)電動勢的初始相位差為0

。傳動軸產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)角，兩傳感器輸出感應(yīng)電動勢在相位上相應(yīng)改變相位差△，△與傳動軸轉(zhuǎn)角θ成比例。

第三節(jié)轉(zhuǎn)矩測量相位差△與傳動軸轉(zhuǎn)角θ成比例

Z——圓盤轉(zhuǎn)一圈傳感器中產(chǎn)生的信號個數(shù)，即圓盤齒數(shù)。

△最大不能超過2，考慮到正、反向轉(zhuǎn)矩及超載等因素，△取值通常在

相應(yīng)的Z值為10～100，高速測量，Z取小值；低