如何选择旋转扭矩传感器

图14显示了测功机测得的柴油机扭矩，测功机配有在线扭矩传感器、杆臂和测力传感器。如果振荡扭矩的频率高于测功机的固有频率，则杆臂配置可作为机械低通滤波器，通常在20Hz左右。

在这个信号图中，杆臂测力传感器（蓝色）发出一个经过过滤的平均扭矩信号；然而，在线扭矩传感器（红色）发出更具有动态性的扭矩信号——这是旋转扭矩传感器的优点：其测量或信号更具有动态性。

当轴开始自旋时，会产生许多影响扭矩传感器及其正确读取扭矩的能力的效应。动态应用注意事项应包括旋转效应、临界速度和额外负载。

旋转效应

旋转效应会影响扭矩传感器的输出。一种类型的旋转效应是风阻或对仅在空气中自旋的扭矩传感器的影响。另一种类型包括自旋传感器上的实际力，比如自旋如何影响应变计、导线和电子装置。转速越高，对扭矩传感器的影响越大。虽然这些影响不大，但仍可在扭矩传感器输出信号上看到。

不幸的是，大多数数据表上均不列出旋转效应。这是因为旋转效应随转速而异，并且在不同的应用场合下会有所不同，因此很难量化。但是，有些公司确实对旋转效应进行补偿。必须向供应商询问有关其扭矩传感器的旋转效应以及减轻这些影响的方法。

临界转速

为了有助于消除旋转轴的临界转速，完美的扭矩传感器最好无任何重量，具有无限大的刚度，并且无任何长度。虽然这当然是不可能的，但供应商应致力于制造刚度尽可能大、重量尽可能轻和长度尽可能小的扭矩传感器。

在特定的转速下，轴会变得不稳定，而在临界速度时，轴会起到正弦波的作用或发生振动。一旦轴变得不稳定，扭矩传感器很容易发生机械故障，例如裂成两块。所以，在使用测试台架之前，最好先对旋转轴进行扭转分析。

HBM建议让测试台架尽可能简单。零部件越少，出错的机会就越少。一旦根据需要选择了正确的扭矩传感器，请在HBM的“扭矩传感器安装的21个技巧”白皮书中了解有关安装的更多信息。最好保持扭矩传感器的大部分重量尽可能靠近测试台架上的承重块。图15中，扭矩传感器和联轴器靠近左侧的测功机（本例中为电动机）。通过保持大部分重量靠近承重块，可以将临界转速移到测量范围之外，并有助于防止发生灾难性情况。

　　寄生负载

寄生负载是轴旋转时产生的轴向力、侧向极限力和弯矩力。这些离轴力会给旋转扭矩传感器带来很大的误差，就像温度变化一样。消除这些力将有助于提高测试台架的精度或降低不确定度。

扭矩传感器的供应商可以帮助您了解这些寄生力，寄生力如何影响扭矩传感器，以及当这些力施加到扭矩传感器上时预计会产生多大的误差。大多数制造商在数据表上给出寄生力极限。虽然这些极限通常不会引起重大灾难，但这些极限的最大值可能会开始影响扭矩传感器的输出。通常，如果达到100%的组合寄生力极限，则扭矩传感器的满量程误差预计为0.3%。因此，最大程度地减小施力中的寄生负载非常重要。

当轴开始自旋时，会产生许多影响扭矩传感器及其正确读取扭矩的能力的效应。动态应用注意事项应包括旋转效应、临界速度和额外负载。