扭矩傳感器是采用應(yīng)變片電測(cè)技術(shù) ,在彈性軸上組成應(yīng)變橋,向應(yīng)變橋提供電源即可測(cè)得該彈性軸受扭的電信號(hào)。將該應(yīng)變信號(hào)放大后，經(jīng)過壓/頻轉(zhuǎn)換，變成與扭應(yīng)變成正比的頻率信號(hào)。該傳感器可以精確測(cè)量各種扭力、轉(zhuǎn)速及機(jī)械功率。
扭矩傳感器也叫力矩傳感器，扭力傳感器，轉(zhuǎn)矩傳感器。分為動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩大類。其中動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩傳感器又叫做轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器，非接觸扭矩傳感器。扭矩傳感器可用來進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)減速機(jī)等旋轉(zhuǎn)力測(cè)量。特別是我們平常用的最多的汽車，可分為燃油汽車和電動(dòng)汽車。他們都是通過發(fā)動(dòng)機(jī)或者電池輸出功率，變成旋轉(zhuǎn)的力向外輸送，再通過變速箱減速箱扭矩傳感器的測(cè)試臺(tái)。它是由負(fù)載，顯示動(dòng)態(tài)扭矩傳感器，儀表記錄儀。發(fā)動(dòng)機(jī)所組成。通過數(shù)據(jù)線把信號(hào)傳送到動(dòng)態(tài)扭矩傳感器上面，我們圖上所看到的是DYN200，它顯示的有扭矩04107N.m功率:068.80KW轉(zhuǎn)速：597RPM。轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速功率實(shí)時(shí)通過顯示屏顯示。可用來進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)減速器等旋轉(zhuǎn)力測(cè)量。
其實(shí)扭矩的測(cè)量測(cè)量在我們生活中應(yīng)用的是非常多的，我們舉一個(gè)簡(jiǎn)單的比方，我們平常用于兒童開發(fā)智力的魔方，他就是一共有6個(gè)面，每個(gè)面代表不同的顏色，我們要通過方法把6種打亂的顏色進(jìn)行通過旋轉(zhuǎn)拼接成每一面的顏色都完成統(tǒng)一的。作為玩具的生產(chǎn)廠家，他生產(chǎn)魔方的時(shí)候，他要考慮到我們的受眾兒童有多大的力，在使用過程中雙手進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，需要用了多大的力，這個(gè)扭力的大小，就可以用到扭矩傳感器來進(jìn)行測(cè)量？
當(dāng)然測(cè)量魔方使用的扭距有一套嚴(yán)格的方法，我們事先要做好一個(gè)橡膠的模具，是一副一共兩個(gè)分別左右，固定著魔方的左右兩側(cè)，然后進(jìn)行分別進(jìn)行前后左右的旋轉(zhuǎn)時(shí)，所使用的力矩通過顯示屏顯示出來到底有多大，符合人體工程學(xué)原理，以及小朋友力量的大小，這才是對(duì)兒童魔方制作的一個(gè)理論數(shù)據(jù)，動(dòng)用到扭矩傳感器，才會(huì)制作出合格的產(chǎn)品。

扭矩傳感器特點(diǎn)：

1. 轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)測(cè)量、供電及信號(hào)非接觸傳遞、輸出信號(hào)數(shù)字化。
2. 檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)。
3.不需反復(fù)調(diào)零即可連續(xù)測(cè)量正反轉(zhuǎn)扭矩。
4.既可測(cè)量靜止扭矩，也可測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩。
5.可脫離二次儀表獨(dú)立使用，輸出信號(hào)可供PLC、PC直接使用。
6.可根據(jù)客戶要求非標(biāo)定制。

扭矩傳感器主要功能及性能指標(biāo) ：

扭矩示值誤差(Torque indication error)： ＜± 0.2 % F · S
靈敏度 (Sensitivity)： 1±0.2 mv / V
非線性(Nonlinear)： ≤±0.2 % F·S
重復(fù)性(Repeatability)： ≤±0.2% F·S
滯后(Lag)： ≤0.2 % F·S
零點(diǎn)飄移（24小時(shí)）Zero drift (24 hours) ： ≤0.1 % F·S
輸出阻抗(Output impedance)： 1KΩ ±3Ω
絕緣阻抗(Insulation resistance)： >500MΩ
靜態(tài)超載(Static overload)： 150 %
斷裂負(fù)載(Breaking load)： 200 %

電源電壓(Power supply voltage)：DC±15V±5% ,DC 24V(可選 optional)
轉(zhuǎn)速輸出信號(hào)：60-2000個(gè)脈沖/轉(zhuǎn)(可選)   Speed output signal: 60-2000 pulse / turn(optional)
零轉(zhuǎn)矩頻率輸出( Zero torque frequency output)：10KHZ
正向轉(zhuǎn)矩滿量程頻率輸出(Positive torque full scale frequency output )：15KHZ
反向轉(zhuǎn)矩滿量程頻率輸出(Reverse torque full scale frequency output )：5KHZ
信號(hào)占空比(Signal duty ratio)： （50±10）%
傳感器功耗(Power consumption of the sensor)： 4W
使用溫度(Temperature when use)： -20 ～ 70℃
相對(duì)濕度(Relative humidity)： ≤90%RH
信號(hào)輸出：10±5KHz (可選4~20mA,0~5V,0~10V信號(hào)輸出 / 485通訊,通信協(xié)議見P12)
Signal output: 10±5KHz(Optional 4 ~ 20mA, 0 ~ 5V, 0 ~ 10V signal output / 485 communication, communication agreement pls. see P12)
量程范圍： 0.01N•m~2000K N•m，可以非標(biāo)定制  Measurement range: 0.01~2000K N•m   Non-standard can customization.

插頭連接及引線定義

為了安全起見，傳感器應(yīng)依據(jù)操作手冊(cè)中的說明進(jìn)行操作。此外，在使用中必須遵守相關(guān)應(yīng)用的
法律和安全的基本要求。對(duì)配件的使用也應(yīng)如此。
可選供電電壓：1，DC+15V  2， DC  24V    optional power supply voltage:1,dc+15V   2,DC 24V
電源power+15V  電源power-15V
地與屏蔽并連 Ground and shielded wire even   轉(zhuǎn)速輸出Speed output    轉(zhuǎn)矩輸出Torque output
電源Power  24VDC  地與屏蔽線并連  Ground and shielded wire even
信號(hào)負(fù)Signal   轉(zhuǎn)速輸出 Speed output    轉(zhuǎn)矩輸出  Torque output

In the interests of safety, the transducer should only be operated as described in the
Operating Manual. It is also essential to comply with the legal and safety requirements for
the application concerned during use. The same applies to the use of accessories.
該傳感器在指定用途的意義層面并非是一件安全的元件。正確且安全地操作此傳感器需要嚴(yán)格的
運(yùn)輸，正確的儲(chǔ)存、組裝并安裝，以及仔細(xì)的操作。
The torque speed sensor is not a safety element within the meaning of its designated
use. Proper and safe operation of this transducer requires proper transportation, correct
storage, assembly and mounting, and careful operation.
未能遵守安全說明的一般危險(xiǎn) General dangers of failing to follow the safety instructions
傳感器和目前的工藝水平相對(duì)應(yīng)，是故障自動(dòng)保險(xiǎn)的。如果傳感器安裝不當(dāng)并且由未經(jīng)培訓(xùn)的人
員操作，它可能會(huì)導(dǎo)致潛在的危險(xiǎn)。
The transducer corresponds to the state of the art and is failsafe. The torque speed
sensor can give rise to remaining dangers if it is inappropriately installed and operated by
untrained personnel.
任何涉及安裝、啟動(dòng)、維護(hù)或修理傳感器的人一定已經(jīng)閱讀并理解了操作手冊(cè)，特別是技術(shù)安全說
明。
Everyone involved with mounting, starting up, maintaining, or repairing the torque speed
sensor must have read and understood the Operating Manual and in particular the technical
safety instruction.
潛在危險(xiǎn) Residual dangers
傳感器的性能和使用范圍在應(yīng)用中僅涉及一小部分的扭矩測(cè)量技術(shù)。此外，設(shè)備規(guī)劃人員、安裝
人員和操作人員應(yīng)計(jì)劃、實(shí)施以減少潛在危險(xiǎn)的方式并對(duì)扭矩測(cè)量技術(shù)的安全工程的想法做出回應(yīng)。
必須始終遵守現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管。必須提及與扭矩測(cè)量技術(shù)相關(guān)的潛在危險(xiǎn)。
The scope of supply and performance of the torque speed sensor covers only a small
area of torque measurement technology. In addition, equipment planners, installers and
operators should plan, implement and respond to the safety engineering considerations of
torque measurement technology in such a way as to minimize remaining dangers. On-site
regulations must be complied with at all times. Reference must be made to remaining
dangers connected with torque measurement technology.

ZJ-AP型盤式扭矩傳感器輸入、輸出端都采用法蘭聯(lián)接方式（其中一端必須剛性聯(lián)接）。由于該型號(hào)傳感器不使用軸承，可有效地避免因軸承發(fā)熱產(chǎn)生的測(cè)量誤差。適用于高速旋轉(zhuǎn)或要求軸向尺寸更短的場(chǎng)合使用。

扭矩傳感器外形安裝尺寸圖

量程5000~2000K  N•m 參數(shù)來電索取     Call for 5000 ~ 2000K  N•m parameters

信號(hào)輸出與信號(hào)采集
1、扭矩信號(hào)輸出基本形式：
盤式扭矩傳感器二次儀表
· 方波信號(hào)、脈沖信號(hào)。
· 可根據(jù)用戶需要制成電壓模擬信號(hào)輸出或電流模擬信號(hào)輸出（單向、靜止扭矩測(cè)量）。

2、扭矩信號(hào)處理形式：
· 扭矩傳感器輸出的頻率信號(hào)送到頻率計(jì)或數(shù)字表，直接讀取與扭矩成正比的頻率信號(hào)或電壓、電流信號(hào)。
· 扭矩傳感器的扭矩與頻率信號(hào)送給單片機(jī)二次儀表，直接顯示實(shí)時(shí)扭矩值、轉(zhuǎn)速及輸出功率值及 RS232通訊信號(hào)。
· 直接將扭矩與轉(zhuǎn)速的頻率信號(hào)送給計(jì)算機(jī)或 PLD進(jìn)行處理。

ZJ-Z型軸式靜態(tài)扭矩傳感器廣泛應(yīng)用于試驗(yàn)機(jī)、扭力扳手、轉(zhuǎn)向機(jī)、軸承、電動(dòng)執(zhí)行器、閥門、液壓等靜止扭矩測(cè)試系統(tǒng)中，由于出色的穩(wěn)定性、較高的測(cè)量精度和極高的性價(jià)比而受到用戶的青睞。

技術(shù)指標(biāo)：
1.頻率響應(yīng)100μs
2.絕緣強(qiáng)度：200MΩ（100V）
3.供電：DC12~24V 電流≥50mA
4.輸出信號(hào)：電流4~20mA,電壓1~5V,
頻率方波10KHz/±5 KHz（可選）
5.扭矩傳感器內(nèi)阻：1000Ω

外形安裝尺寸圖

量程200K~2000K  N•m 參數(shù)來電索取 可非標(biāo)定制

扭矩傳感器用途與特點(diǎn)
適用與靜態(tài)、非連續(xù)旋轉(zhuǎn)的扭矩力值的測(cè)量與控制

量程：1000，2000，3000，5000N.m

技術(shù)參數(shù)：

ZJ-FZ型法蘭式靜態(tài)扭矩傳感器被廣泛應(yīng)用于試驗(yàn)機(jī)、扭力扳手、轉(zhuǎn)向機(jī)、電動(dòng)執(zhí)行器、閥門、液壓等靜止扭矩測(cè)試系統(tǒng)中，由于出色的穩(wěn)定性、較高的測(cè)量精度和極高的性價(jià)比而受到用戶的青睞。

扭矩傳感器技術(shù)指標(biāo)

1.頻率響應(yīng)100μs
2.絕緣強(qiáng)度：200MΩ（100V）
3.供電：DC12~24V 電流≥50mA
4.輸出信號(hào)：電流4~20mA,電壓1~5V,
頻率方波10KHz/±5 KHz（可選）
5.扭矩傳感器內(nèi)阻：1000Ω

外形安裝尺寸圖

量程200K~2000K N•m參數(shù)來電索取，可非標(biāo)定制。

判斷機(jī)械能守恒的方法與條件：
在只有重力（彈簧彈力）做功時(shí)，物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能（彈性勢(shì)能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但其總和保持不變。這個(gè)結(jié)論稱為機(jī)械能守恒定律。判斷機(jī)械能守恒的方法一般有兩種：
（1）根據(jù)機(jī)械能守恒的條件判斷。分析物體或系統(tǒng)所受的力，判斷重力以外的力（不管是內(nèi)力還是外力）是否對(duì)物體做功，如果重力以外的力對(duì)物體或系統(tǒng)做了功，則物體或系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，否則機(jī)械能守恒。
（2）機(jī)械能量的轉(zhuǎn)化判斷。對(duì)于一個(gè)物體或系統(tǒng)，分析是否只存在動(dòng)能和重力勢(shì)能（彈性勢(shì)能）的相互轉(zhuǎn)化。如果只存在動(dòng)能和重力勢(shì)能（彈性勢(shì)能）的相互轉(zhuǎn)化，而不存在機(jī)械能和其他形式的能量的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，否則機(jī)械能不守恒。
同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)機(jī)械能守恒的過程中，由于對(duì)守恒條件的理解不夠深刻，經(jīng)常出現(xiàn)一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，下面就兩種常見錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)進(jìn)行分析。
錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)一：物體所受的合外力不為零時(shí)，物體的機(jī)械能一定不守恒。
分析：這種說法不對(duì)。機(jī)械能守恒的條件是重力（彈簧彈力）以外的力不做功，而不是合外力為零。例如小球在自由落體過程中，僅受重力作用，合外力不為零，但運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，符合機(jī)械能守恒定律的條件。

錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)二：只要機(jī)械能的總量不變，也就是機(jī)械能守恒。
分析：這種說法也是不正確的。機(jī)械能守恒的條件是只存在動(dòng)能和重力勢(shì)能（彈性勢(shì)能）的相互轉(zhuǎn)化，而不存在機(jī)械能和其他形式的能量的轉(zhuǎn)化，例如用手拉一物體恰好克服斜面摩擦力沿斜面加速下滑，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能總量保持不變。可是由于在運(yùn)動(dòng)過程中：從功的角度分析，除重力外還有人的拉力及摩擦力對(duì)物體的做功，不符合機(jī)械能守恒的條件，或從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，除了機(jī)械能外還有人的化學(xué)能及因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能參與轉(zhuǎn)化，故此過程不符合機(jī)械能守恒的條件。
例：下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的敘述正確的是（BD）
A. 做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒
B. 做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能可能守恒
C. 合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒
D. 只有重力對(duì)物體做功，物體機(jī)械能一定守恒
解析：對(duì)A、C選項(xiàng)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體（合外力做功為零），除了重力做功外，可能還有其他力做功，如降落傘在空中勻速下降時(shí)，除了重力做功外，空氣阻力也對(duì)降落傘做功，所以機(jī)械能不守恒，故A、C選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。
B選項(xiàng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體可能只受重力且只有重力做功，如自由落體運(yùn)動(dòng)，物體機(jī)械能守恒。故B選項(xiàng)是正確的。
D選項(xiàng)符合機(jī)械能守恒的條件，所以本題的正確答案應(yīng)為BD.


綜上所述，我們?cè)诰唧w判斷機(jī)械能是否守恒時(shí)，一般從以下兩方面考慮：
一、從做功的角度考慮
①對(duì)于一個(gè)物體，若只有重力做功，而其他力不做功，則該物體的機(jī)械能守恒。
②對(duì)于由兩個(gè)或兩個(gè)以上物體（包括彈簧在內(nèi)組成的系統(tǒng)），如果系統(tǒng)只有重力做功或彈力做功，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。
二、從能量轉(zhuǎn)化的角度考慮
物體間只有動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)與外界沒有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，系統(tǒng)內(nèi)部沒有機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。

  扭矩測(cè)量廣泛應(yīng)用于汽車，航空，航天，航模，電力，汽車，能源化工等等各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，正確的進(jìn)行扭矩測(cè)量是產(chǎn)品研發(fā)性能檢測(cè)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)自動(dòng)控制，節(jié)能動(dòng)力平衡指示的保證，所以說今天我們就來聊一聊扭矩測(cè)量的相關(guān)技術(shù)支持。

我們先來看一下扭矩的定義，扭矩就是使機(jī)械構(gòu)件產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)，并伴隨扭轉(zhuǎn)變形的力或者是力矩，也叫做轉(zhuǎn)矩，單位是牛米，轉(zhuǎn)矩符號(hào)呢是由右手螺旋法則確定的，也就是說你的右手大拇指所指的方向，就是扭矩的方向，其中扭矩矢量我們規(guī)定，它的指向與截面的位法線方向一致的時(shí)候呢是正，反正就是負(fù)。扭矩有力偶和力矩兩種表現(xiàn)形式，力矩就是我們?cè)诟咧形锢砝锩嫠鶎W(xué)的作用力使物體繞著轉(zhuǎn)動(dòng)軸或者是支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨向，他的公式就是力矩等于力乘以力臂。

那對(duì)于力偶是作用于剛體上的一對(duì)大小相等作用相反，力偶和力矩的表達(dá)式雖然是相同的，但是呢它們是有區(qū)別的，力偶的對(duì)象上周五接下的作用產(chǎn)生的是存留局，力矩是構(gòu)建單邊受理，相當(dāng)于鏡像力F1撇和6fl的復(fù)合作用效應(yīng)，構(gòu)件在靜壓力F1撇的作用下受到彎矩作用，使得軸承摩擦阻力增加，在實(shí)際應(yīng)用中我們?cè)谧霈F(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定的時(shí)候，很多人家采用力*力臂方式，這種方式呢，就會(huì)產(chǎn)生徑向力和彎矩的問題。對(duì)于旋轉(zhuǎn)機(jī)械我們又有這樣兩個(gè)公式，一個(gè)就是有扭距等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量乘以角加速度，另外一個(gè)就是扭矩等于9.55功率除以轉(zhuǎn)速，為了大家更好的理解扭矩這些公式，我將力學(xué)方面的相關(guān)的定律給大家復(fù)習(xí)一下。
牛頓的三大定律，那牛頓的第一定律，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，也就是說物體在沒有受到力或者是合力為0的時(shí)候，總是保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止?fàn)顟B(tài)，那對(duì)應(yīng)到扭矩這一塊來，就是物體在沒有受到扭矩的作用是或者是扭矩為0的時(shí)候就，總是保持勻速旋轉(zhuǎn)或者是靜止?fàn)顟B(tài)。
牛頓第二定律講了力和物體的質(zhì)量加速度的關(guān)系，也就是說F=ma那對(duì)應(yīng)的扭矩這就是扭矩等于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量乘以角加速度。
牛頓第三定律他講了力是物體間的相互作用，也就是說兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，總是同時(shí)在一條直線上，大小相等，方向相反。
我們扭矩測(cè)量里面的一種反作用力扭矩測(cè)量就是采用的這種原理。我們經(jīng)常聽到有人在問扭矩傳感器測(cè)量的是驅(qū)動(dòng)扭矩、負(fù)載扭矩還是其他什么扭矩，那這里我就做了一個(gè)簡(jiǎn)化的模型，那M0里那就分別代表著平衡的驅(qū)動(dòng)與負(fù)載，那這個(gè)假想截面就相當(dāng)于我們的扭矩傳感器，我們采用截面法可以來進(jìn)行分析，截面板加這個(gè)軸系分為了左右兩側(cè)，左右兩側(cè)分別有Y6M0和內(nèi)6T和T1撇，平衡方式可知T撇是等于M0=T的。因?yàn)槟兀琓和T撇是同一截面上的內(nèi)力，它們應(yīng)該有相同的大小和正負(fù)的，對(duì)于他T和T撇的方向，我們可以按照右手螺旋法則來確定，我們可以看到在左側(cè)我們四指直線T的這個(gè)方向，那我們的大拇指指向右又那這時(shí)候呢，他的扭矩矢量的指向是以截面的外環(huán)線方向是一致的，所以說這時(shí)候它是正的，而對(duì)于呢也同樣的，我們是指指向他的扭矩加載的方向，拿大拇指是指向左側(cè)的，同樣它也是指向了截面的Y法線的方向，所以說它也是正的，以上就解釋了我們?yōu)槭裁凑f有一句傳感器可以考察整個(gè)周期中任意點(diǎn)的扭矩，由于實(shí)際工作中我們要考慮了整個(gè)軸系的質(zhì)量，那我們可以思考一下，對(duì)于我們需要測(cè)量虛構(gòu)扭矩來講，扭矩傳感器應(yīng)該安裝在更靠近驅(qū)動(dòng)側(cè)還是負(fù)載側(cè)？
為了更好的讓大家理解截面法，那我來聊一聊扭矩圖，那扭矩圖就是以平行于桿軸線的坐標(biāo)，X表示截面的位置，以垂直于X軸的坐標(biāo)截面表示，前面有句子這張圖我給出了一個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)簡(jiǎn)化模型，那一般呢會(huì)直接給出功率轉(zhuǎn)速值，那我們?yōu)榱撕?jiǎn)便就做了一個(gè)簡(jiǎn)化，那對(duì)于這個(gè)圖的扭矩圖怎么來畫呢？結(jié)果就是這樣。我們?nèi)∽蠖藶閰⒖颊��?xiàng)，那所有的截面我們也從左側(cè)的截面來看，我們對(duì)ab段我們可以看到，我們可以看到ab段的內(nèi)力偶為10千牛米，那對(duì)于BC段我們可以看到BC段的內(nèi)力偶，10+10=20，對(duì)于CD段，那它的內(nèi)力偶為10+10-40=-20千牛米，同樣如果我們從右側(cè)去看的話，我們可以得出同樣的結(jié)果。