由于實際的齒輪存在齒形誤差,所以即使軸系無扭振,也會導致每個齒形對應的矩形脈沖寬度不同。為了消除齒形誤差影響,首先測定無扭振時各齒形對應的矩形脈沖寬度,并以此作為每個齒形的基準數據。采用這種方案的扭矩測量案例有:扭力扳手、靜態(tài)扭矩實驗測量裝置等。這樣,在以后的測量中把各齒對應的矩形脈沖寬度與基準數據進行比較,得到脈沖寬度變化值,經過換算得到扭振角位移。為了準確記錄每個齒的位置,在軸系上安裝一個鍵相傳感器,以鍵相傳感器信號作為參考起點。

非接觸測量可以滿足對于扭矩測量的眾多需求:

1)長期不間斷、高可靠性扭矩測量。一般性扭矩傳感器一旦失效,不僅會造成扭矩傳感器自身的損壞,更嚴重的是會造成被測量設備的重大機械損壞。回復力的大小與位移大小始終成正比，方向始終相反，即符合公式F＝－kx。例如:應變式扭矩測量裝置中應變計的引線需要靠滑環(huán)(見圖1)引出,長時間工作后,滑環(huán)極易發(fā)熱老化,甚至斷裂脫落,所以出于可靠性的考慮,該方案多用于低速旋轉軸的短期扭矩測量。如果選擇非接觸式扭矩傳感器測量扭矩,它與旋轉軸沒有力的相互作用,工作過程中不受軸向負載和彎曲載荷,所以零件損耗小,工作壽命長,可以實現長期不間斷、可靠性測量扭矩。

2)高動態(tài)性精磚扭矩測量。該模型稱為剛性支承的轉子，對它進行分析計算所得到的概念和結論用于簡單的旋轉機械是適用的。傳感器自身的轉動慣量是影響扭矩測量精度和動態(tài)性的重要問題,因為傳感器是有重量的,安裝在旋轉軸上后就相當于增加了一個“額外質量”,這一質量在旋轉軸較輕或者轉速較慢的情況下是不能忽略的,那便會導致旋轉軸的轉速明顯下降,測量得到的扭矩大小將受到嚴重影響。如果采用非接觸式扭矩測量,傳感器對旋轉軸無附加外力,這可以從根本上提高測量的動態(tài)性和精準性,同時有助于提高系統(tǒng)的分辨率。

3)準確控制被測裝置。因為一般性扭矩測量裝置的體積大,并且要與旋轉軸直接接觸,所以存在著一個不可避免的問題,即由于安裝位置不當,或者接觸測量時產生的干擾力或扭矩而改變旋轉軸的運動狀態(tài),這類干擾是隨機的,很難評估和定量,而扭矩測量往往又是作為控制單元的反饋信號。該方案首先測量旋轉軸表面的應力應變值,再將測量值代入相應的力學公式折算,最終獲得旋轉軸上承受的扭矩大小。這樣就會直接導致控制的準確性難以保證。采取非接觸式扭矩測量,從源頭上消除傳感器施加在旋轉軸上的附加力,末端控制的高準確性才有可能實現。

實現非接觸式扭矩測量的關鍵技術

扭矩的非接觸式測量是在接觸式測量的基礎上發(fā)展起來的。它綜合利用了已有的扭矩測量技術和方法,通過技術改進和升級實現非接觸的扭矩測量目標。扭矩測量的關鍵是解決信號的傳輸問題，目前常見的扭矩信號傳輸方式有有線傳輸和無線傳輸兩種。工程中,實現非接觸測量的關鍵在于實現非接觸的扭矩信號傳遞?，F階段,可以實現非接觸扭矩信號傳遞的關鍵技術有如下兩種。

基于無線信號傳輸模塊的非接觸扭矩測量方案

基于一般性扭矩測量方案,即測應變測扭矩、測轉矩測扭矩、測反作用力測扭矩,這一方案是指增添無線信號傳輸的功能單元實現非接觸扭矩信號傳遞。這是一種改良方案,通過技術改進實現從有線接觸式扭矩測量到非接觸無線扭矩測量的升級。