第八章 力學(xué)參數(shù)的測(cè)量(cumt)

第八章力學(xué)參數(shù)的測(cè)量?jī)?nèi)容提要：§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量測(cè)試技術(shù)學(xué)習(xí)要求：

完成本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)后應(yīng)能做到：

1.掌握電阻應(yīng)變計(jì)和電橋的基本原理及其應(yīng)用2.掌握應(yīng)力應(yīng)變、力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量的基本原理第八章力學(xué)參數(shù)的測(cè)量★了解和掌握機(jī)械結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)的方法：

(1)理論分析

(2)實(shí)驗(yàn)分析★基本作用：

(1)分析研究機(jī)械結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)；

(2)驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論的正確性；

(3)設(shè)計(jì)制作標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)傳感器；

(4)了解和掌握機(jī)械設(shè)備在實(shí)際工作中的安全性。第八章力學(xué)參數(shù)的測(cè)量第八章力學(xué)參數(shù)的測(cè)量★分類: ·按測(cè)量目的分：研究性測(cè)量和檢驗(yàn)性測(cè)量·按測(cè)量對(duì)象分：實(shí)物測(cè)量和模型測(cè)量·按測(cè)量設(shè)備分：靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量★應(yīng)變電測(cè)優(yōu)點(diǎn)：1、應(yīng)變片尺寸小，一般不會(huì)影響構(gòu)件的應(yīng)力狀態(tài)；2、測(cè)量靈敏度高，最小應(yīng)變讀數(shù)可達(dá)10-6με3、頻率響應(yīng)快，可測(cè)量從靜態(tài)到500kHz的動(dòng)態(tài)應(yīng)變；§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量4、特殊環(huán)境下測(cè)量應(yīng)變；5、易實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程自動(dòng)化和遠(yuǎn)距離傳輸；6、制成各種應(yīng)變傳感器?！锶秉c(diǎn)：1、逐點(diǎn)測(cè)量，不易得到構(gòu)件的全域性應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)（分布）；2、一般只能測(cè)量構(gòu)件表面的應(yīng)變；3、應(yīng)變片所測(cè)應(yīng)變值是其敏感柵覆蓋面積內(nèi)構(gòu)件表面的平均應(yīng)變?！?-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量

若各橋臂電阻的初值相等，Ri=R，組成全等臂電橋，有

在受力構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)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：§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量一、應(yīng)變儀中電橋的輸出特性根據(jù)應(yīng)變片的變換原理有：1）應(yīng)力測(cè)量的基本步驟：

選擇測(cè)點(diǎn)—粘貼應(yīng)變片—組成測(cè)量電路和系統(tǒng)—應(yīng)力應(yīng)變的換算。

§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量二、應(yīng)變片的布片和接橋2）測(cè)點(diǎn)的選擇與確定

根據(jù)應(yīng)以最少的測(cè)點(diǎn)達(dá)到足夠真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)的原則，來選擇測(cè)點(diǎn)。為此，一般應(yīng)考慮：§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量①預(yù)先對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行大致的受力分析，預(yù)測(cè)其變形形式，找出危險(xiǎn)斷面及危險(xiǎn)位置。這些地方一般是處在應(yīng)力最大或變形最大的部位，而最大應(yīng)力一般又是在彎矩、剪力或扭矩最大的截面上。然后。根據(jù)受力分析和測(cè)試要求，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)最后選定測(cè)點(diǎn)。②在截面尺寸急劇變化的部位或因孔、槽導(dǎo)致應(yīng)力集中的部位，應(yīng)適當(dāng)多布置一些測(cè)點(diǎn)，以便了解這些區(qū)域的應(yīng)力梯度情況。§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量③如果最大應(yīng)力點(diǎn)的位置難以確定，或者為了了解截面應(yīng)力分布規(guī)律和曲線輪廓段應(yīng)力過渡的情況，可在截面上或過渡段上比較均勻地布置5～7個(gè)測(cè)點(diǎn)。④利用結(jié)構(gòu)與載荷的對(duì)稱性，以及對(duì)結(jié)構(gòu)邊界條件的有關(guān)知識(shí)來布置測(cè)點(diǎn)，往往可以減少測(cè)點(diǎn)數(shù)目，減輕工作量。⑤可以在不受力或已知應(yīng)變、應(yīng)力的位置上安排一個(gè)測(cè)點(diǎn)，以便在測(cè)試時(shí)進(jìn)行監(jiān)視和比較，有利于檢查測(cè)試結(jié)果的正確性?！镔N片與接橋原則：①分析構(gòu)件受力性質(zhì)，了解其應(yīng)力分布規(guī)律，選擇其主應(yīng)力最大、最能反映力學(xué)規(guī)律的點(diǎn)作為貼片位置。3)應(yīng)變片粘貼方向確定

——應(yīng)力測(cè)量的關(guān)鍵問題:最大應(yīng)變方向。§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量②按電橋和差特性組橋，得到欲測(cè)應(yīng)變的輸出，且靈敏度高，非線性誤差小。③當(dāng)測(cè)量載荷時(shí)，貼片位置的應(yīng)變應(yīng)與外載荷成線性關(guān)系（避開非線性區(qū)）。1)單向應(yīng)力a、簡(jiǎn)單的拉（壓）桿件的拉（壓）應(yīng)力；b、純彎曲構(gòu)件的彎曲應(yīng)力；c、復(fù)雜應(yīng)力構(gòu)件的棱邊。

三、貼片方位與應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量軸向拉伸（壓縮）載荷下布片接橋軸向拉伸（壓縮）載荷下布片接橋§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量2)已知平面主應(yīng)力方向a、薄壁壓力容器b、純扭軸的表面應(yīng)力

薄壁壓力容器的貼片和布橋如圖所示平面應(yīng)力狀態(tài)§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量3）

未知主應(yīng)力方向①在測(cè)點(diǎn)處，設(shè)定x、y坐標(biāo)方向②假設(shè)x、y方向的應(yīng)力與應(yīng)變?yōu)棣襵、σy、τxy

和εx、εy、γxy；

§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量平面應(yīng)力狀態(tài)下，主應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系

只要對(duì)任意三個(gè)已知方向θ1、θ2、θ3進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量，得出其相應(yīng)的εi，就可得出三個(gè)方程，聯(lián)立求解得出x、y方向的應(yīng)變?chǔ)舩、εy、γxy，并最終得出測(cè)點(diǎn)處的主應(yīng)力σmaxσmin和主應(yīng)力方向φ角。§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量測(cè)點(diǎn)處的主應(yīng)力大小、主應(yīng)力方向?yàn)閷?shí)際應(yīng)用：取θ1、θ2、θ3為特殊夾角，如0°、45°、90°、或0°、60°、120°等。做成應(yīng)變花?！?-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量四、應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)變片靜動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀超動(dòng)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(jì)算機(jī)照相機(jī)濾波器頻譜分析儀0-200Hz0-10kHz>200kHz0-10kHz0-80Hz0-1MHz0-5kHz圖8-2應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)框圖§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量1）應(yīng)變片性能誤差

a、橫向效應(yīng)誤差

b、溫度誤差2）粘貼工藝誤差

a、粘貼質(zhì)量

b、粘貼位置誤差3)導(dǎo)線電阻影響§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量五、提高測(cè)量精度的措施★應(yīng)變測(cè)量產(chǎn)生誤差原因分析：

§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量★提高測(cè)量精度的措施1、選擇合適的儀器并準(zhǔn)確標(biāo)定

根據(jù)測(cè)試對(duì)象選擇靜、動(dòng)態(tài)特性滿足要求的儀器，并在實(shí)測(cè)之前對(duì)儀器及組成的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，準(zhǔn)確地確定輸入與輸出的量值關(guān)系；測(cè)定系統(tǒng)的頻率響應(yīng)；以及環(huán)境因素對(duì)靈敏度的影響等。標(biāo)定時(shí)的條件力求與工作條件一致。

設(shè)應(yīng)變片用兩根導(dǎo)線連接到測(cè)量?jī)x器，電阻為RL，則由應(yīng)變電測(cè)原理的：實(shí)際應(yīng)變?chǔ)排c應(yīng)變片本身電阻相對(duì)變化之間的關(guān)系為

由于導(dǎo)線電阻影響，使所測(cè)得的應(yīng)變值ε儀與實(shí)際應(yīng)變值ε之間產(chǎn)生一系統(tǒng)誤差。將上兩式相除得2、消除導(dǎo)線電阻引起的影響§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量

在單臂測(cè)量時(shí)，如果每個(gè)應(yīng)變片用兩根長(zhǎng)導(dǎo)線與應(yīng)變儀連接，其橋臂電阻為式中r為一根導(dǎo)線的電阻值，則修正公式可寫為

對(duì)半橋測(cè)量電路，若每個(gè)應(yīng)變片僅用一根長(zhǎng)導(dǎo)線與儀器連接，另一端采用一根公共導(dǎo)線方式，則工作臂得電阻值為R+r，修正公式為：§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量3、補(bǔ)償溫度影響

應(yīng)變片粘貼到構(gòu)件上后，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生Δt變化時(shí)，試件表面上應(yīng)變片得輸出應(yīng)變?yōu)椋?/p>

上式中得的后兩項(xiàng)是由于溫度變化所產(chǎn)生的虛假應(yīng)變值，也是應(yīng)變測(cè)量中不需要的部分，但它對(duì)測(cè)量結(jié)果精度的影響不可忽視。

溫度補(bǔ)償：一是采用溫度自補(bǔ)償應(yīng)變片；二是采用橋路補(bǔ)償法。§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量4、應(yīng)變片橫向效應(yīng)的修正

在單向應(yīng)力狀態(tài)下，若應(yīng)變片的縱向應(yīng)變?yōu)棣舩，縱向靈敏系數(shù)為Kx，橫向應(yīng)變?yōu)?，橫向靈敏系數(shù)為Ky時(shí)，則應(yīng)變片的電阻變化率為：橫向效應(yīng)；橫向效應(yīng)系數(shù)

橫向靈敏系數(shù)與縱向靈敏系數(shù)的比值稱為橫向效應(yīng)系數(shù)，以H表示，從而§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量由標(biāo)定梁確定的電阻變化率與縱向應(yīng)變的關(guān)系為由上兩式得

實(shí)測(cè)條件與K值測(cè)定條件不一致時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)誤差。設(shè)此時(shí)測(cè)點(diǎn)的真實(shí)應(yīng)變?yōu)棣舩和

εy，應(yīng)變儀指示的應(yīng)變?yōu)棣艃x，則§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量指示應(yīng)變與真實(shí)應(yīng)變的相對(duì)誤差為

上式即為計(jì)算橫向效應(yīng)誤差的一般公式，其中橫向效應(yīng)系數(shù)H由實(shí)驗(yàn)確定。5、減小貼片誤差

設(shè)預(yù)定測(cè)點(diǎn)基準(zhǔn)線與主應(yīng)變方向夾角為φ，而實(shí)際粘貼方向?yàn)棣?Δφ。沿預(yù)定被測(cè)方向的應(yīng)變?chǔ)纽沼弥鲬?yīng)變表示為§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量由于粘貼方向不準(zhǔn)，實(shí)際測(cè)出應(yīng)變?chǔ)纽諡椋簯?yīng)變測(cè)量誤差Δε為

由上式可見，粘貼方向不準(zhǔn)引起的誤差不僅與Δφ有關(guān)，還與預(yù)定測(cè)量方向應(yīng)變與主應(yīng)變方向夾角φ有關(guān)，而且夾角φ越大，誤差也越大?！?-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量6、應(yīng)變片動(dòng)態(tài)響應(yīng)和疲勞壽命影響§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量六、電阻應(yīng)變計(jì)1、電阻應(yīng)變計(jì)的工作特性1)應(yīng)變計(jì)的靈敏系數(shù)2)可測(cè)應(yīng)變范圍3)溫度的影響4)應(yīng)變計(jì)的橫向效應(yīng)5)工作環(huán)境的影響2、應(yīng)變計(jì)的選用

1)應(yīng)變計(jì)幾何參數(shù)的選擇2)電阻值的選擇3)靈敏系數(shù)的選擇4)應(yīng)變計(jì)類型的選擇3、電阻應(yīng)變計(jì)的粘貼與防護(hù)

1)常用粘結(jié)劑的種類與性能氰基丙烯酸、環(huán)氧樹脂型、酚醛樹脂型、氯仿等。2)電阻應(yīng)變計(jì)的粘貼§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量MPRB’RB’’RB’RB’’R1R2圖8-3拉彎組合應(yīng)力下測(cè)量拉力§8-1應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量例1:在P、M作用下，消除彎矩M的影響，測(cè)量拉力P的應(yīng)變。布片和接橋如圖8-3:§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量★

隨機(jī)載荷通過力和轉(zhuǎn)矩的測(cè)量，了解和研究零件和構(gòu)件的內(nèi)部受力情況和工作狀態(tài)，為改進(jìn)設(shè)計(jì)和提高設(shè)備性能提供依據(jù)。一、力的測(cè)量方法

直接比較法和間接比較法。第八章力學(xué)參數(shù)測(cè)量1、直接比較法

——根據(jù)力的平衡原理，與基準(zhǔn)量直接比較的方法。通過天平測(cè)量物體的重量——基于靜態(tài)重力或力矩平衡。簡(jiǎn)單易行，測(cè)量精度較高，適用于靜態(tài)測(cè)量。力值大時(shí)不易加載。2、間接比較法

——將被測(cè)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)行比較的方法?！?-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量

間接法的測(cè)量精度取決于包括傳感器在內(nèi)的測(cè)試系統(tǒng)的精度和標(biāo)定精度。間接測(cè)量的轉(zhuǎn)換元件：彈性式、液壓式、電參量式。如圖8-4所示。二、常用的測(cè)力傳感器測(cè)力傳感器分類：按用途分：力、壓力、轉(zhuǎn)矩傳感器等§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量特點(diǎn)：測(cè)力范圍大（mN～108N），非線性誤差≤0.5%，測(cè)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）。

按工作原理分：電阻應(yīng)變式、電感式、電容式、壓電式、壓磁式、壓阻式等力傳感器用途：

——測(cè)力、稱重（荷重傳感器）電阻應(yīng)變式測(cè)力傳感器原理：

§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量按彈性元件的結(jié)構(gòu)形式分類：

——柱式、環(huán)式、梁式、輪輻式等1、柱式力傳感器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，具有較大的強(qiáng)度和剛度，可測(cè)量較大載荷（107N）可用于拉力、壓力和稱重系統(tǒng)。當(dāng)作用力偏離軸線方向時(shí)，將使元件受到附加的橫向力和彎矩，產(chǎn)生測(cè)量誤差。§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量柱式力傳感器彈性元件§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量，一般取[σ]為屈服極限的1/5～1/4。根據(jù)強(qiáng)度條件確定。措施：合理布置應(yīng)變片和組橋等來減小影響。在載荷比較小時(shí)，多采用圓筒型（柱式力傳感器）傳感器結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)：1）徑向尺寸彈性元件應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量2）筒體長(zhǎng)度

貼片在應(yīng)變均勻區(qū)，

在筒體受壓時(shí)筒體穩(wěn)定，

（動(dòng)態(tài)測(cè)量時(shí)）彈性元件固有振動(dòng)頻率實(shí)心圓柱§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量靈敏度

電壓靈敏度，意義是單位供橋電壓時(shí)，傳感器在額定載荷下的輸出電壓，單位是mV/V，通常取0.5～2.5mV/V。電壓靈敏度是傳感器設(shè)計(jì)的原始依據(jù)。組成全橋3）輸出電壓§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量圖8-5梁式傳感器§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量2、梁式力傳感器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高。類型：等截面梁，適合于5kN以下的載荷測(cè)量。等截面梁式彈性元件為一端固定的懸臂梁，如左圖(等截面梁式彈性元件)所示。當(dāng)力作用在自由端時(shí)，剛性端截面中產(chǎn)生的應(yīng)力最大，而自由端產(chǎn)生的撓度最大，在距受力點(diǎn)為l0的上下表面，沿l向貼電阻應(yīng)變片R1，R2和R3，R4。粘貼應(yīng)變片處的應(yīng)變?yōu)?/p>

等強(qiáng)度梁如左圖(等強(qiáng)度梁式力傳感器)所示，梁厚為h，梁長(zhǎng)為l，固定端寬為b0，自由端寬為b。梁的截面成等腰三角形，集中力F作用在三角形頂點(diǎn)。梁內(nèi)各橫截面產(chǎn)生的應(yīng)力是相等的，表面上任意位置的應(yīng)變也相等，因此稱為等強(qiáng)度梁，其應(yīng)變?yōu)樵O(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)最大載荷F和材料的允許應(yīng)力σb確定梁的尺寸。用梁式彈性元件制作的力傳感器適于測(cè)量5,000N以下的載荷，最小可測(cè)幾克重的力。這種傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工容易，靈敏度高，常用于小壓力測(cè)量中。§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量

等強(qiáng)度梁，梁內(nèi)各截面的應(yīng)力相等，與長(zhǎng)度方向的粘貼位置無關(guān)。上下表面粘貼應(yīng)變片，可組成半橋或全橋。

梁的最大應(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(jì)算梁的強(qiáng)度、確定梁的幾何尺寸。雙端固定梁的二端都固定，中間加載荷F，梁寬為b，梁厚為h，梁長(zhǎng)為l，應(yīng)變片粘貼在中間位置，則梁的應(yīng)變?yōu)檫@種梁的結(jié)構(gòu)在相同力F的作用下產(chǎn)生的撓度比懸臂梁小。

結(jié)構(gòu)高度低，精度高，抗偏心載荷能力強(qiáng)，但加工困難（輪輻式彈性元件）。設(shè)計(jì)傳感器結(jié)構(gòu)時(shí)要求：1）保證輪圈和輪轂的剛度2）保證輪輻的強(qiáng)度3）保證輪輻承受純剪切作用4）輪輻長(zhǎng)度在保證貼片的情況下，盡可能小?！?-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量輪輻式彈性元件3、輪輻式力傳感器形狀象一個(gè)車輪，在輪圈與輪轂之間成對(duì)布置輪輻。

三、空間力系測(cè)量裝置

對(duì)未知作用方向的力，如需完全測(cè)定它，就需要按空間力系來處理?！?-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量八角環(huán)也是多向測(cè)力裝置常用的彈性元件§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量在圓環(huán)上施加徑向力Fy時(shí)，圓環(huán)各處的應(yīng)變不同，其中與作用力成39.6°處(圖中B點(diǎn))應(yīng)變等于零。在水平中心線上則有最大的應(yīng)變式中R為圓環(huán)外徑，h為圓環(huán)壁厚，b為圓環(huán)寬度。將應(yīng)變片貼在1、2、3和4處，1、3處受拉應(yīng)力；2、4處受壓應(yīng)力。如果圓環(huán)一側(cè)固定，另一側(cè)受切向力Fx時(shí)，與受力點(diǎn)成處(圖中A點(diǎn))應(yīng)變等于零。將應(yīng)變片貼在與垂直中心線成39.6°的5、6、7、8處，則5、7處受拉應(yīng)力，6、8處受壓應(yīng)力。這樣，當(dāng)圓環(huán)上同時(shí)作用著Fx和Fy時(shí)，將1～4處和5～8處的應(yīng)變片分別組成電橋，就可以互不干擾地測(cè)力Fx和Fy。圓環(huán)方式不易夾緊固定，實(shí)際上常用八角環(huán)代替，如圖所示。八角環(huán)厚度為h，平均半徑為r。當(dāng)h/r較小時(shí)，零應(yīng)變點(diǎn)在39.6°附近。當(dāng)h/r=0.4時(shí)，零應(yīng)變點(diǎn)在45°處，故一般八角環(huán)測(cè)力Fx時(shí)，應(yīng)變片貼在45°處?！?-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量八角環(huán)式車床切削測(cè)力計(jì)§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量1、壓電式測(cè)力傳感器工作原理類為壓電效應(yīng)。2、壓磁式測(cè)力傳感器工作原理：基于壓磁效應(yīng)，將被測(cè)力的變化轉(zhuǎn)換成傳感器導(dǎo)磁體的磁導(dǎo)率的變化并輸出電信號(hào)。如圖8-14所示。3、差動(dòng)變壓器式測(cè)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(dòng)，便可容易改為測(cè)力傳感器。如差動(dòng)變壓器式、電容式、電感式等。如圖8-15所示?！?-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量四、其他類型的測(cè)力傳感器§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量

轉(zhuǎn)矩——作用力通過力臂對(duì)旋轉(zhuǎn)軸心所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。直接比較法、間接比較法1．測(cè)量原理通過測(cè)量與轉(zhuǎn)矩有對(duì)應(yīng)關(guān)系的其他物理量來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩測(cè)量?！?-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量五、轉(zhuǎn)矩測(cè)量相距l(xiāng)的兩截面間將產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)角θ

只要軸的尺寸確定，材料的剪切彈性模量一定，則轉(zhuǎn)軸的剪應(yīng)變?chǔ)眉跋嗑鄉(xiāng)兩截面的相對(duì)轉(zhuǎn)角θ就只和轉(zhuǎn)矩呈正比。在彈性范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)的剪應(yīng)變

由材料力學(xué)知，圓軸上承受轉(zhuǎn)矩M時(shí)，表面的剪應(yīng)力是：§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量

轉(zhuǎn)矩傳感器分類：類型很多，目前應(yīng)用普遍的是電阻應(yīng)變式、相位差式、振弦式和壓磁式轉(zhuǎn)矩傳感器。2、常用轉(zhuǎn)矩傳感器

1）電阻應(yīng)變式轉(zhuǎn)矩傳感器

在轉(zhuǎn)矩M作用下，軸體表面上與軸線成450及1350方向上產(chǎn)生主應(yīng)力。§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量

電阻應(yīng)變片粘貼在軸體表面上與軸線成45°及135°方向上，剪切應(yīng)變剪應(yīng)力§8-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量

在450及1350方向上的正應(yīng)變

當(dāng)兩個(gè)應(yīng)變片分別接在電橋的相鄰兩個(gè)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。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度較高。信號(hào)傳輸：有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸要用到集流裝置?！?-2力和轉(zhuǎn)矩測(cè)量圖8-6Z——圓盤轉(zhuǎn)一圈信號(hào)拾取器中產(chǎn)生的信號(hào)個(gè)數(shù)，即圓盤齒數(shù)。2）相位差式轉(zhuǎn)矩傳感器相位差式轉(zhuǎn)矩傳感器工作原理如圖8-7所示。

組成：傳動(dòng)軸1齒形圓盤(磁性材料)2