由于实际的齿轮存在齿形误差,所以即使轴系无扭振,也会导致每个齿形对应的矩形脉冲宽度不同。为了消除齿形误差影响,首先测定无扭振时各齿形对应的矩形脉冲宽度,并以此作为每个齿形的基准数据。这样,在以后的测量中把各齿对应的矩形脉冲宽度与基准数据进行比较,得到脉冲宽度变化值,经过换算得到扭振角位移。为了准确记录每个齿的位置,在轴系上安装一个键相传感器,以键相传感器信号作为参考起点。非接触式扭矩测量的未来发展方向随着生产力和科学技术的不断发展,非接触式扭矩测量在旋转轴上的使用将越来越广,这必将对测量方案提出更多更高的要求。

非接触测量可以满足对于扭矩测量的众多需求:

1)长期不间断、高可靠性扭矩测量。一般性扭矩传感器一旦失效,不仅会造成扭矩传感器自身的损坏,更严重的是会造成被测量设备的重大机械损坏。例如:应变式扭矩测量装置中应变计的引线需要靠滑环(见图1)引出,长时间工作后,滑环极易发热老化,甚至断裂脱落,所以出于可靠性的考虑,该方案多用于低速旋转轴的短期扭矩测量。如果选择非接触式扭矩传感器测量扭矩,它与旋转轴没有力的相互作用,工作过程中不受轴向负载和弯曲载荷,所以零件损耗小,工作寿命长,可以实现长期不间断、可靠性测量扭矩。特殊的扭矩敏感材料,把感应得到的扭矩变化的机械量转变为场(例如:磁场、光、电场)的变化量,并***终转换为电学量。

2)高动态性精砖扭矩测量。传感器自身的转动惯量是影响扭矩测量精度和动态性的重要问题,因为传感器是有重量的,安装在旋转轴上后就相当于增加了一个“额外质量”,这一质量在旋转轴较轻或者转速较慢的情况下是不能忽略的,那便会导致旋转轴的转速明显下降,测量得到的扭矩大小将受到严重影响。如果采用非接触式扭矩测量,传感器对旋转轴无附加外力,这可以从根本上提高测量的动态性和精准性,同时有助于提高系统的分辨率。因为一般性扭矩测量装置的体积大,并且要与旋转轴直接接触,所以存在着一个不可避免的问题,即由于安装位置不当,或者接触测量时产生的干扰力或扭矩而改变旋转轴的运动状态,这类干扰是随机的,很难评估和定量,而扭矩测量往往又是作为控制单元的反馈信号。

3)准确控制被测装置。因为一般性扭矩测量装置的体积大,并且要与旋转轴直接接触,所以存在着一个不可避免的问题,即由于安装位置不当,或者接触测量时产生的干扰力或扭矩而改变旋转轴的运动状态,这类干扰是随机的,很难评估和定量,而扭矩测量往往又是作为控制单元的反馈信号。这样就会直接导致控制的准确性难以保证。唯有采取非接触式扭矩测量,从源头上消除传感器施加在旋转轴上的附加力,末端控制的高准确性才有可能实现。测量线路的作用是将传感器的输出电量***后变为后续显示、分析仪器所能接受的一般电压信号。