应变式扭矩传感器测量扭矩的优点

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测量克服金属变形抗力和金属同轧辊间摩擦力所施加给传动轴的力矩。经常采用的扭矩测量方法是非电量电测法。测量时将应变片直接粘贴在传动轴(例如轧机的万向接轴)的表面上，组成测量电桥，用应变仪测量由扭矩作用产生的剪应变或剪应力，推算出扭矩。这种方法的优点是，直接测量传动轴的扭转变形，减少了由功率和转速推算的间接影响因素.

测量原理 由材料力学可知，扭矩公式为M_k=τW_k

(1)由于实心圆轴的W_k=π/16D³≈0．2D³得Mk=0．2D³τ(2)式中Mk为传动轴承受的扭矩；W_k为抗扭断面系数；τ为传动轴承受的剪应力；D为传动轴直径。由材料力学可知，受纯扭转的传动轴(图1)，因扭矩作用在与轴母线成±45。方向的轴体表面上产生主应力σ₁(设为正)和主应力σ₃(设为负)，其绝对值均等于最大剪应力τ，即lσ₁I=Iσ₃I=τ。

根据广义的虎克定律，剪切应力为：

式中E为传动轴材料的弹性模量；μ为传动轴材料的泊松比。将式(3)代入式(2)中得到扭矩的计算公式：

由上式可知，M_k同ξ₁，(或ξ₃)成线性关系。因此测得ξ₁或ξ₃就可以确定传动轴承受的扭矩M_k.