扭矩傳感器

扭矩可以分為兩大類，靜態(tài)扭矩或動態(tài)扭矩。用于測量扭矩的方法可以被 進一步分為兩類，反扭矩和聯(lián)機扭矩測量。被測扭矩的類型以及現(xiàn)有各類傳感 器，對所測的數(shù)據(jù)精度及測量的成本有重要影響。

1. “靜態(tài)”扭矩

這個靜態(tài)是指傳感器的測量彈性體不參與相對運動。從受力理解，這類測試是 測試彈性體相對受的反作用力。常見的是一端固定，另一端受力的軸。 也有某些特殊的設計能夠以靜態(tài)的方式測量動態(tài)的扭矩，比如測試電機扭矩的 扭矩臺，電機固定在一個臺架上，電機運行中對臺架產(chǎn)生的反作用力被檢測并 還原為扭矩。

2. 動態(tài)扭矩

動態(tài)扭矩的測量彈性體一般會參與相對運動（主要是轉(zhuǎn)動）。因為有相對運動， 所以整體設計上對引線/信號處理以及機械連接方式要求較高。一般采用軸-軸聯(lián) 軸器或法蘭-法蘭彈性連接器。

反扭矩與聯(lián)機扭矩的比較

通過在扭矩支撐零件之間插入一種扭矩傳感器，可以做聯(lián)機扭矩測量，非常類似 于在套筒和套筒扳手之間插入延長桿。旋轉(zhuǎn)套筒所需要的扭矩直接由套筒延長桿 支

撐。該方法容許扭矩傳感器被放置在盡可能與感興趣的扭矩靠近的地方，并避 免可能出現(xiàn)的測量誤差，如寄生扭矩(軸承等等)、無關負載和具有大的旋轉(zhuǎn)慣性 的零件(會阻尼動態(tài)扭矩)。

2.反扭矩

反扭矩傳感器利用了牛頓第三定律： ‘兩個物體之間的作用力與反作用力總是大 小相等而方向相反。為了測量電動機產(chǎn)生的扭矩，我們可能采用如上所述的聯(lián) 機測量方法，或我們可能測量需要多大的扭矩才能阻止電動機的旋轉(zhuǎn)，通常稱為 反扭矩 。

扭矩傳感器的分類

按連接方式可分為： 軸式 法蘭式 擰緊式

按信號/能源的傳遞方式不同動態(tài)的扭矩測試產(chǎn)品又分為以下幾種：

A.集流環(huán)式

B.旋轉(zhuǎn)變壓器式（耦合式）

C.紅外線(IR)式

D.調(diào)頻發(fā)射機式

按檢測方法分扭矩傳感器可分為以下幾種：

1.壓磁式扭矩傳感器

2.磁電感應式扭矩傳感器

3.光電式扭矩傳感器

4.數(shù)字式應變片扭矩傳感器

軸式扭矩傳感器 法蘭式扭矩傳感器

A.集流環(huán)(slipring)

集流環(huán)又稱集電環(huán)，或稱旋轉(zhuǎn)電氣接口、旋轉(zhuǎn)關節(jié)、匯流環(huán)、滑環(huán)，實現(xiàn) 兩個相對轉(zhuǎn)動機構的信號及電流傳遞的精密輸電裝置。是開展以應變片測量技 術為基礎的非電量電測的重要器件。特別適合應用在需要無限制的，連續(xù)或斷 續(xù)旋轉(zhuǎn)，同時又需要從固定位置到旋轉(zhuǎn)位置傳送功率或數(shù)據(jù)的場所。

在旋轉(zhuǎn)的傳感器和固定的電子部件之間建立連接，最常見的方法是采用集流環(huán) (slipring)。它由一組跟傳感器一起旋轉(zhuǎn)的導電環(huán)、一連串與導電環(huán)接觸的導電刷和 發(fā)送傳感器信號的(電極)構成。 滑環(huán)是一種在各種應用中獲得廣泛應用、性能良好和經(jīng)濟的解決方案。相對而言， 這種直截了當?shù)臏y量方法缺點很少，是一種在大多數(shù)應用中經(jīng)受了時間考驗的方案。 但是，導電刷和不太寬的導電環(huán)是消耗品，壽命有限，不適用于長期測試之用，也 不適用于要定期保養(yǎng)的應用。

在中低速(旋轉(zhuǎn)的情形下)，導電環(huán)和導電刷之 間的電氣連接相對而言沒有噪聲，然而，在 較高速(旋轉(zhuǎn)引起)的噪聲將嚴重降低它們的性 能。滑環(huán)的******旋轉(zhuǎn)速度(rpm)由導電刷/導電 環(huán)接觸表面的速度決定。因此，對于較大的、 典型的(具有)較高扭矩力的傳感器，由于滑環(huán) 的直徑較大，因而在給定的rpm條件下表面速 度就較高，從而導致******工作速度較低。 對于力的大小為中等的扭矩傳感器，典型的 ******速度在5,000 rpm范圍內(nèi)。導電刷/導電環(huán) 界面的拖曳力矩可能引起問題，特別是對非 常小的扭矩力進行測量或應用，驅(qū)動扭矩遇 到的麻煩可能是無法克服導電刷的拖曳力矩。

工作原理：軸套（軸）隨被測量軸一起旋轉(zhuǎn)，當用電阻應變片測量轉(zhuǎn)軸上所承受的扭 矩，及其它負荷引起的應力等，可在被測軸上貼上電阻應變片、電阻應變片的引線焊 在集流環(huán)接線盤的焊點上，旋轉(zhuǎn)時，軸受扭力，就會產(chǎn)生扭力及變形，使貼于其上電 阻發(fā)生變化，能過滑環(huán)及電刷將變化有信號引出，送至相應的二次儀表放大，顯示或 記錄。這樣就可以測出被測軸所受扭矩等的信號大小。

1、2、3-加速度傳感器；4-集流環(huán)；5-滾輪；6-碳刷架；7-機架

缺點是因為屬于摩擦不能承受很高的轉(zhuǎn)速，即是采用空氣降溫或液體降溫（目 前氟里昂在西方國家已被禁用）。摩擦造成信號噪音會隨著使用增加。單集流 環(huán)的優(yōu)點也是別的產(chǎn)品很難替代的，首先是它的高響應速度/數(shù)據(jù)傳輸速度， 因為是模擬方式集流環(huán)不存在信號的延遲或使響應問題，某些高動態(tài)試驗只能 靠集流環(huán)。

B.旋轉(zhuǎn)變壓器式（耦合式）

為了克服滑環(huán)的一些缺點，人們設計出了旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)。它利用旋轉(zhuǎn) 變壓器，把電能傳輸給正在旋轉(zhuǎn)的傳感器。外部儀器通過激勵變壓器把一個 交流激勵電壓提供給應變計橋。傳感器的應變計橋然后驅(qū)動次級旋轉(zhuǎn)變壓器 線圈，以便從旋轉(zhuǎn)的傳感器取出扭矩信號。通過取消滑環(huán)的導電刷和導電環(huán)， 易于磨損的問題消失了，使旋轉(zhuǎn)變壓器系統(tǒng)適合于長期測試應用。

圖4：旋轉(zhuǎn)變壓器改善性能

由滑環(huán)中導電刷裝配引起的寄生拖曳力矩也 消失了。然而，由于需要軸承且變壓器芯易 碎，******旋轉(zhuǎn)速度仍然受到限制，僅僅比滑 環(huán)方案好一點。變壓器初級和次級的對準會 引入噪聲和誤差，系統(tǒng)也容易受到兩者的影 響。因為旋轉(zhuǎn)變壓器存在特殊的要求，還需 要專用信號調(diào)理(電路)，以便產(chǎn)生大多數(shù)數(shù) 據(jù)采集系統(tǒng)可接收的信號，從而進一步增加 已經(jīng)比典型的滑環(huán)零件更貴的系統(tǒng)成本。

C.紅外線(IR)式

跟旋轉(zhuǎn)變壓器一樣，紅外線(IR)扭矩傳感器采用不接觸方法，從旋轉(zhuǎn)的傳感器把 扭矩信號取回到固定的世界。相似地，利用旋轉(zhuǎn)變壓器耦合，電源被傳輸?shù)叫?轉(zhuǎn)傳感器。然而，與其被直接用于激勵應變計橋，不如被用于為旋轉(zhuǎn)的傳感器 供電。該電路把激勵電壓提供給傳感器的應變計橋，并把傳感器的輸出信號數(shù) 字化。

D.調(diào)頻發(fā)射機

另外一種在旋轉(zhuǎn)傳感器與固定世界之間建立連接的方法是采用調(diào)頻(FM)發(fā)射機。 這些發(fā)射機被用于把任意傳感器遙控—無論是力傳感器還是扭矩傳感器—連接到 遠端的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；發(fā)射機把傳感器的信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，并發(fā)送到一臺FM 接收機；而FM接收機把接收到的信號轉(zhuǎn)換回模擬電壓。

對于扭矩應用，它們通常被用于一 種專業(yè)的傳感器，如當應變計被直接應 用到驅(qū)動軸中零件的時候，例如，這可 能是車輛的傳動軸或半軸。發(fā)射機提供 的好處是便于安裝在零件上，正如它通 常就被夾帶計量軸一樣，并且它可重新 被用于多定制傳感器。旋轉(zhuǎn)的傳感器確 實存在需要電源供電的缺點，典型值為 9V，從而使之不適用于長期測試。 目前衍生出兩類產(chǎn)品，一類是HBM為 代表的環(huán)形黃銅天線射頻，依靠射頻信 號傳遞信號和能源到旋轉(zhuǎn)的彈性體，另 一類是美國LEBOW的數(shù)字式方式，將 測試信號數(shù)字化后再用射頻輸出，采用弧形天線。這兩類目前是測功機以及各種大 型扭矩測試的主流產(chǎn)品。數(shù)字方式更靈活，可以壓縮數(shù)據(jù)以便提高數(shù)據(jù)傳輸速率， 可以多通道并行。缺點是目前對高頻響數(shù)字方式還有很大的局限。

1.壓磁式扭矩傳感器

工作原理： 鐵磁材料的轉(zhuǎn)軸受扭矩作用時，導磁率發(fā)生變化。

上圖( 壓磁式扭矩傳感器) 中，分別繞有線圈A和B，其中A-A沿軸線，B-B沿垂直于軸線放置，彼此互相 垂直。兩個鐵芯的開口端與轉(zhuǎn)軸表面保持1-2mm空隙，當A-A線圈通入交流電， 形成通過轉(zhuǎn)軸的交變磁場。 當轉(zhuǎn)軸不受扭矩時，磁力線和B-B線圈不交鏈；轉(zhuǎn)軸受扭矩作用時，轉(zhuǎn)軸材 料導磁率變化，沿正應力方向磁阻減小，沿負應力方向磁阻增大，從而使磁力 線分布改變，使部分磁力線與B-B線圈交鏈，并在B-B線圈產(chǎn)生感應電勢。感 應電勢隨扭矩增大而增大，并在一定范圍內(nèi)成線性關系。 為提高壓磁式扭矩傳感器的測試精度和靈敏度,設計了一種三磁極差動式壓 磁扭矩傳感器,論述了這種傳感器的工作原理并導出了其感應電壓輸出方程和 電流靈敏度計算式.通過試驗,分析了傳感器勵磁電流強度、頻率以及測試磁隙 等對其輸出特性的影響,也證明了這種傳感器比傳統(tǒng)交叉鐵心壓磁式扭矩傳感 器有更高的測試精度和靈敏度.

2.磁電感應式扭矩傳感器

如左圖( 磁電感應式扭矩傳感器)所示，在轉(zhuǎn)軸上 固定兩個齒輪1和2，它們的材質(zhì)、尺寸、齒形和 齒數(shù)均相同。******磁鐵和線圈組成的磁電式檢測 頭3和4對著齒頂安裝。當轉(zhuǎn)軸不受扭矩時，兩線 圈輸出信號相同，相位差為零。轉(zhuǎn)軸承受扭矩后， 相位差不為零，且隨兩齒輪所在橫截面之間相對 扭轉(zhuǎn)角的增加而加大，其大小與相對扭轉(zhuǎn)角、扭 矩成正比。 優(yōu)點： 實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩信號的非接觸傳遞，檢測信號為數(shù)字信號 缺點： 體積較大，不易安裝，低轉(zhuǎn)速時由于脈沖波的前后沿較緩不易比較，因此低 速性能不理想。

3.光電式扭矩傳感器

光電式扭矩傳感器結構如下圖，它是在轉(zhuǎn)軸上固定兩只圓盤光柵，通過兩光柵之 間相對扭轉(zhuǎn)角來測量扭矩。

如左圖(光電式扭矩傳感器)所示，在轉(zhuǎn)軸4上固 定兩只圓盤光柵3，在不承受扭矩時，兩光柵的 明暗區(qū)正好互相遮擋，光源1的光線沒有透過光 柵照射到光敏元件2，無輸出信號。當轉(zhuǎn)軸受扭 矩后，轉(zhuǎn)軸變形將使兩光柵出現(xiàn)相對轉(zhuǎn)角，部 份光線透過光柵照射到光敏元件上產(chǎn)生輸出信 號。扭矩愈大，扭轉(zhuǎn)角愈大，穿過光柵的光通 量愈大，輸出信號愈大，從而可實現(xiàn)扭矩測量。

4.數(shù)字式應變片扭矩傳感器

扭矩測試比較成熟的檢測手段為應變電測技術。它具有精度高，頻響快，可靠 性好，壽命長等優(yōu)點。

將專用的測扭應變片用應變膠粘貼在被測彈性軸上，并組 成應變橋，若向應變橋提供工作電源即可測試該彈性軸受 扭的電信號。這就是基本的扭矩傳感器模式。 (見左圖)但 是在旋轉(zhuǎn)動力傳遞系統(tǒng)中，最棘手的問題是旋轉(zhuǎn)體上的應 變橋的橋壓輸入及檢測到的應變信號輸出如何可靠地在旋 轉(zhuǎn)部分與靜止部分之間傳遞，通常的做法是用導電滑環(huán)來 完成。

由于導電滑環(huán)屬于磨擦接觸，因此不可避免地存在著磨損并發(fā)熱，因而限制了 旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速及導電滑環(huán)的使用壽命。及由于接觸不可靠引起信號波動，因而 造成測量誤差大甚至測量不成功。為了克服導電滑環(huán)的缺陷，另一個辦法就是 采用無線電遙測的方法 :將扭矩應變信號在旋轉(zhuǎn)軸上放大并進行V/F轉(zhuǎn)換成頻率 信號，通過載波調(diào)制用無線電發(fā)射的方法從旋轉(zhuǎn)軸上發(fā)射至軸外，再用無線電 接收的方法，就可以得到旋轉(zhuǎn)軸受扭的信號。

旋轉(zhuǎn)軸上的能源供應是固定在旋轉(zhuǎn)軸上的電池。該方法即為遙測扭矩儀。 (見 下圖)遙測扭矩儀成功之處在于克服了電滑環(huán)的兩項缺陷，但也存在著三個不足 之處，其一：易受使用現(xiàn)場電磁波的干擾；其二：由于是電池供電，所以只能 短期使用。其三：由于在旋轉(zhuǎn)軸上附加了結構，易引起高轉(zhuǎn)速時的動平衡問題。 在小量程及小直徑軸時更突出。數(shù)字式扭矩傳感器吸取了上述各種方法的優(yōu)點 并克服了其缺陷,在應變傳感器的基礎上設計了兩組旋轉(zhuǎn)變壓器,實現(xiàn)了能源及 信號的非接觸傳遞。并做到了扭矩信號的傳遞與是否旋轉(zhuǎn)無關，與轉(zhuǎn)速大小無 關，與旋轉(zhuǎn)方向無關。

數(shù)字式應變片扭矩傳感器特點

1.既可以測量靜止扭矩，也可以測量旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩;

2. 既可以測量靜態(tài)扭矩，也可以測量動態(tài)扭矩；

3. 檢測精度高，穩(wěn)定性好；抗干擾性強；

4. 體積小，重量輕，多種安裝結構，易于安裝使用；

5. 不需反復調(diào)零即可連續(xù)測量正反轉(zhuǎn)扭矩;

6. 沒有導電環(huán)等磨損件，可以高轉(zhuǎn)速長時間運行；

7. 傳感器輸出高電平頻率信號可直接送計算機處理；

8. 測量彈性體強度大可承受100%的過載。

測量原理

將專用的測扭應變片用應變膠粘貼在被測彈性軸上并組成應變橋 ,向應變橋提供 電源即可測得該彈性軸受扭的電信號。將該應變信號放大后，經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換，變 成與扭應變成正比的頻率信號。本系統(tǒng)的能源輸入及信號輸出是由兩組帶間隙的特 殊環(huán)型變壓器承擔的,因此實現(xiàn)了無接觸的能源及信號傳遞功能。(虛線內(nèi)為旋轉(zhuǎn)部 分) 傳感器原理結構 在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測扭應片并組成變橋，即為基礎扭矩傳感器； 在軸上固定著： (1)能源環(huán)形變壓器的次級線圈，(2)信號環(huán)形變壓器初級線圈，(3) 軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信 號輸出電路。在傳感器的外殼上固定著(1)激磁電路，(2)能源環(huán)形變壓器的初級線 圈(輸入)，(3) 信號環(huán)形變壓器次級線圈(輸出)，(4)信號處理電路。

工作過程

向傳感器提供 ± 15V電源，激磁電路中的晶體振蕩器產(chǎn)生400Hz的方波，經(jīng)過 TDA2030功率放大器即產(chǎn)生交流激磁功率電源，通過能源環(huán)形變壓器T1從靜止的 初級線圈傳遞至旋轉(zhuǎn)的次級線圈，得到的交流電源通過軸上的整流濾波電路得到 ±5V的直流電源，該電源做運算放大器AD822的工作電源；由基準電源AD589與 雙運放AD822組成的高精度穩(wěn)壓電源產(chǎn)生 ± 4.5V的精密直流電源，該電源既作 為電橋電源，又作為放大器及V/F轉(zhuǎn)換器的工作電源。當彈性軸受扭時，應變橋 檢測得到的mV級的應變信號通過儀表放大器AD620放大成1.5v ± 1v的強信號， 再通過V/F轉(zhuǎn)換器LM131變換成頻率信號，通過信號環(huán)形變壓器T2從旋轉(zhuǎn)的初級 線圈傳遞至靜止次級線圈，再經(jīng)過傳感器外殼上的信號處理電路濾波、整形即可 得到與彈性軸承受的扭矩成正比的頻率信號，該信號為TTL電平,既可提供給專用 二次儀表或頻率計顯示也可直接送計算機處理。由于該旋轉(zhuǎn)變壓器動－－靜環(huán)之 間只有零點幾毫米的間隙，加之傳感器軸上部分都密封在金屬外殼之內(nèi)，形成有 效的屏蔽，因此具有很強的抗干擾能力。 傳感器輸出的頻率信號在零點時為 10kHz.正向旋轉(zhuǎn)滿量程時為15KHz.反向旋轉(zhuǎn) 滿量程時為5KHz。即滿量程變量為5000個數(shù)/每秒。轉(zhuǎn)速測量采用光電齒輪或者 磁電齒輪的測量方法，軸每旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生60個脈沖，高速或中速采樣時可以用 測頻的方法，低速采樣時可以用測周期的方法。本傳感器精度可達 ± 0.2%～ ± 0.5%（F · S）。由于傳感器輸出為頻率信號，所以無需AD轉(zhuǎn)換即可直接送至計 算機進行數(shù)據(jù)處理。

應用范圍

1. 檢測發(fā)電機，電動機 ，內(nèi)燃機等旋轉(zhuǎn)動力設備輸出扭矩及功率。

2. 檢測減速機，風機，泵，攪拌機，卷揚機，螺旋槳，鉆探機械等設備的負載 扭矩及輸入功率。

3. 檢測各種機械加工中心，自動機床的工作過程中的扭矩

4. 各種旋轉(zhuǎn)動力設備系統(tǒng)所傳遞的扭矩及效率；

5. 檢測扭矩的同時可以檢測轉(zhuǎn)速，軸向力。

6. 可用于制造粘度計，電動(氣動，液力)扭力扳手

目前傳感器主要發(fā)展動向為：

1. 傳感器從介入式發(fā)展成不介入式。以往扭矩傳感器大部分屬于介入式，即必須 作為傳動軸一部分才能使用，這樣限制了它的應用范圍，一般用于實驗室、臺 架測量?，F(xiàn)在逐漸推廣的卡環(huán)式應變型扭矩傳感器，即為不介入式扭矩傳感器， 只要將傳感器卡在軸上或安裝在軸邊，無須斷開軸系，這樣給實際工況測量扭 矩帶來很大的方便。再如振弦式傳感器、磁彈性傳感器都屬于不介入式扭矩傳 感器。

2. 對新型扭矩傳感器的研究的同時并對經(jīng)典扭矩傳感器加以改進。隨著新原理、 新材料的發(fā)現(xiàn)和微細加工、微機械加工技術的發(fā)展和應用，正在促進傳統(tǒng)傳感 器的變革，新型磁彈性傳感器和光纖扭矩傳感器結構簡單、使用方便，代表扭 矩傳感器的新動向。 磁電型相位差傳感器是一種比較成熟的傳感器，現(xiàn)經(jīng)改型 成為不帶輔助電機的磁電型傳感器，不但減輕了重量、縮小了體積、降低了成 本，而且耐振性能好。 微扭矩測量傳感器的研究。隨著家用電器的迅速發(fā)展，如電風扇、微電機、縫 紉機、剃須刀、電冰箱、洗衣機甚至開關都要測量扭矩，急待解決g · cm級的 扭矩測量，新傳感器的研制將成為解決這一問題的關鍵。 在信號傳輸方面，以往采用的是接觸式滑環(huán)傳輸，這種傳輸方式易磨損、需常 清洗、安裝難，容易引入干擾信號。近期推出的傳感器一般均為無接觸式傳輸。

如感應方式或遙測體制，它克服了接觸式傳輸?shù)娜秉c。隨著檢測變換集成化和多 功能化，將過去先檢測傳輸、后對信號進行變換處理的概念演變?yōu)橄葯z測變換處 理，后再進行傳輸，這一變更已成為可能。 扭矩測量儀的智能化、微機化是當 今測量儀變革的主流，單片微機和軟件的開發(fā)應用已使信號的檢測、采集、比較、 相關、數(shù)字濾波、域間變換、邏輯和函數(shù)運算、程序給定和反饋控制等功能由儀 器本身來實現(xiàn)成為可能。軟件擴展了結構的性能限制，并使儀器具有智能化。 既能適應被測參數(shù)的變化來自選量程、自動補償、自動校正、人機對話、自尋故 障，并能方便的與總線接口，進行多臺聯(lián)機通信及控制。 在扭矩傳感器信號傳 輸及測量儀的總成上，工業(yè)化扭矩儀研制的呼聲愈來愈高，一改以往扭矩測量儀 多半應用于實驗室臺架測量的情景。工業(yè)化扭矩儀的要求是必需滿足苛刻的工業(yè) 應用環(huán)境，即可靠性要高，重復性要好，價格要低廉，與機器匹配，安裝方便， 但精度要求不高，用其作為指導生產(chǎn)、保護機械不受損傷的有效手段。

國內(nèi)外扭矩測量儀的現(xiàn)況

1. 國外扭矩測量儀現(xiàn)狀 美國阿克來克斯公司(Acurex co.)中的一個分公司WDC(無線數(shù)據(jù)傳輸公司)，自 70年代起，生產(chǎn)“通用海上試驗功率測試系統(tǒng)”(Universal Sea Trial Power Measurement System)，顯示板上可顯示被測主機的扭矩、轉(zhuǎn)速和功率。此類儀 器的扭矩測量是采用卡環(huán)式應變傳感器敏感被測軸的扭轉(zhuǎn)變形角，變形量與扭矩 成正比。量程范圍為0～2×106N·m，測量精度為±1％F.S.，轉(zhuǎn)速測量是采用紅 外線測速法，精度為±0.25％F.S.，平均無故障時間MTBF為4200h。

美國的陶太克(TORODUCTOR)公司生產(chǎn)無接觸式磁彈性扭矩儀；美國麻省 理工學院研制成抗干擾性強的光纖扭矩傳感器。這些都代表著世界新潮流。 日本 小野測試社擅長制造磁電式相位差扭矩測量儀，首期產(chǎn)品多半用于實驗室，適用 于精測扭矩。其量程范圍較寬，小量程為0.2～10N·m，中大量程為10～ 10×106N·m，已成系列產(chǎn)品，精度可達0.5％～1％F.S.。

20世紀80年代初，小野測試社和赤版鐵工所聯(lián)合研制出船用主機扭矩測量 儀MS25B，可測扭矩(5×105 N·m，精度±0.8%F.S.)、轉(zhuǎn)速(214.7r/min，精度 ±0.1r/min)和功率(1500ps)。

德國馬霍克(Mc.huk)公司歷史悠久，生產(chǎn)的振弦式扭矩測量儀聞名世界。該 儀器是利用軸扭轉(zhuǎn)時致使傳感器中的鋼弦拉緊或放松，從而使鋼弦自身頻率變化 測得扭矩；數(shù)據(jù)傳輸方式有滑環(huán)式和感應式。其生產(chǎn)的MDS820產(chǎn)品，被測軸頸 范圍為?50～?1000mm，已形成系列產(chǎn)品。

德國的HBM公司(Hoffinger Baldwin Mesefechmik Gmhm)生產(chǎn)電阻應變式扭 矩測量儀，采用弧齒聯(lián)軸節(jié)，以消除不同軸度帶來的測量誤差，獨具風格。 生產(chǎn) 電阻應變式扭矩儀的還有英國霍佛科公司(Hover-Krafe)和荷蘭的A.V.D公司，它 們在艦船監(jiān)測上都已亮相。

2. 國內(nèi)扭矩測量儀的發(fā)展 國內(nèi)扭矩測量技術的研究和扭矩測量儀的生產(chǎn)已初具規(guī)模，從扭矩測量儀的類別、 數(shù)量和質(zhì)量來看，絕大部分式電阻應變式和磁電式扭矩儀。 電阻應變式扭矩測量 儀是拾取粘貼在受扭軸上的電阻應變片的阻值變化來測量扭矩的，故無須斷開軸 系，而且測量儀表也可采用通用的電阻應變儀。電阻應變式傳感器的生產(chǎn)單位較 多，如北京機床研究所、中國船舶工業(yè)總公司701研究所，上海通用機械研究所， 成功的應用于機床和各種動力軸的扭矩測量。在艦船、貨船主機扭矩測量上，中 國船舶工業(yè)總公司上海704研究所生產(chǎn)的卡環(huán)型應變式扭矩傳感器，測量時只要 將卡環(huán)卡在軸上就可測量扭矩，測量儀表采用INTEL MCS-51單片機作為核心的 智能儀器，可同時測量扭矩轉(zhuǎn)速、功率，并具有自診斷、數(shù)據(jù)處理、溫度修正、 越限報警等功能，集成度高，可靠性好。磁電式扭矩測量儀最早的研制單位是上 海電器科學研究所，供應市場的是1000 N·m扭矩轉(zhuǎn)速傳感器和數(shù)字扭矩轉(zhuǎn)速測盆 儀。隨后上海交通大學、中國船舶工業(yè)總公司上海704研究所、天津機械工程研 究所、上海第二電表廠、湘西儀表元件廠、哈爾濱東安機器廠、沈陽機電學院相 繼研制成磁電式扭矩測量儀，這種類型的扭矩儀是目前國內(nèi)應用最多的扭矩儀。

例如中國船舶工業(yè)總公司上海704研究所制造的20 -20KN·m扭矩轉(zhuǎn)速傳感器和 數(shù)字扭矩轉(zhuǎn)速測量儀，成功地應用在地質(zhì)礦產(chǎn)部鉆機上?，F(xiàn)場的鉆探表演，獲 得美國、俄羅斯等31國參加聯(lián)合國亞太地區(qū)鉆機學術會議專家的好評。該所生 產(chǎn)的磁電式扭矩測量儀也可與上述的智能化測量儀連用，系統(tǒng)精度為0 .596 F.S.

振弦式扭矩測量儀較先研制的單位是中國船舶工業(yè)總公司702研究所，此 外還有中國船舶工業(yè)總公司上海708研究所、上海自動化儀表所、海通信工廠 等。

國內(nèi)研制成磁彈性時扭矩測量儀的單位有哈爾濱科技大學、天津電氣傳動 所、北京冶金設計院等