扭矩測(cè)量說(shuō)明及應(yīng)變片使用詳解

1、扭矩測(cè)量說(shuō)明一、測(cè)量原里：由材料力學(xué)知，當(dāng)受扭矩作用時(shí)，軸表面有最大剪應(yīng)力Tmax。軸表面的單元體為純剪應(yīng)力狀態(tài)，在與軸線成45度的方向上有最大正應(yīng)力O1和O2，其值為|O1I=|O2I=tmax。相應(yīng)的變形為e1和e2，當(dāng)測(cè)得應(yīng)變后，便可算出tmax及扭矩。測(cè)量時(shí)應(yīng)變片沿與軸線成45。的方向粘貼（可以使用扭矩測(cè)量45度角專用應(yīng)變片）。由于采用無(wú)線傳輸技術(shù)，測(cè)量節(jié)點(diǎn)跟隨軸旋轉(zhuǎn)，不再需要拆軸安裝扭矩傳感器。二、粘貼應(yīng)變片：正確粘貼應(yīng)變片是保證扭矩準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)鍵步驟，不合適的粘貼將引起零飄，蠕變等問(wèn)題。為了減小電流消耗，推薦使用350歐姆或更大阻值應(yīng)變片。組橋方式：推薦使用專用扭矩測(cè)量應(yīng)變片（45

2、度角）組成全橋進(jìn)行扭矩測(cè)量?？梢允褂脝纹霕驊?yīng)變片（比如BE350-5HA），上下對(duì)稱沿軸向貼片，組成全橋，該貼法具有消除彎曲影響的優(yōu)點(diǎn)。也可以使用單片全橋應(yīng)變片，該貼法具有粘貼方便的優(yōu)點(diǎn)，但是應(yīng)變片成本較高，不能消除彎曲影響。圖1上下半橋貼法圖2單片全橋粘貼應(yīng)變片2.1電阻應(yīng)變片的選擇:在應(yīng)變片靈敏數(shù)K相同的一批應(yīng)變片中，剔除電阻絲柵有形狀缺陷，片內(nèi)有氣泡、霉斑、銹點(diǎn)等缺陷的應(yīng)變片。用數(shù)字萬(wàn)用表的電阻檔測(cè)量應(yīng)變片的電阻值R,將電阻值在350范圍內(nèi)的應(yīng)變片選出待用（應(yīng)變片靈敏系數(shù)由家標(biāo)定，一般為2.00左右）。2.2軸表面的處理：用銼刀和粗砂紙等工具將試件在軸上的貼片位置的油污、漆層、銹跡、電

3、鍍層除去，再用細(xì)砂紙打磨成45交叉紋，之后用鑷子夾起丙酮棉球?qū)①N片處擦洗干凈，至棉球潔白為止。見(jiàn)圖2-1。測(cè)點(diǎn)定位：應(yīng)變片必須準(zhǔn)確地粘貼在試件的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)上，而且粘貼方向必須是要測(cè)量的應(yīng)變方向（如果使用專用45度角應(yīng)變片，應(yīng)變片沿軸向粘貼）。為達(dá)到上述要求，要在試件上用鋼板尺和劃針畫(huà)一個(gè)十字線（一根長(zhǎng)，一根短），十字線的交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)測(cè)點(diǎn)位置，較長(zhǎng)的一根線要與軸向一致。見(jiàn)圖2-2。2.3應(yīng)變片粘貼：應(yīng)變測(cè)量中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)軸.:I.:,驢熙癱1躱総麼軸向圖2-2應(yīng)變片定位示意圖（1）應(yīng)變片的粘貼：注意分清應(yīng)變片的正、反面（有引出線引出的一面為正面），用左手捏住應(yīng)變片的引線，右手上膠，在應(yīng)變片的粘貼面（反面

4、）上勻而遵地涂上一層粘結(jié)劑（502瞬間粘結(jié)劑）。稍微等待一段時(shí)間，當(dāng)膠水發(fā)粘時(shí)，校正方向（應(yīng)變片的定位線與十字線交叉線對(duì)準(zhǔn)），再墊上塑料薄膜，用手沿一個(gè)方向滾壓12分鐘即可。見(jiàn)圖2-3。粘貼要點(diǎn)：分清正反面，膠水不要涂得太多而影響粘貼效果，方向和位置必須準(zhǔn)確，注意不要把引線粘貼在軸上。（2）應(yīng)變片粘貼完畢后的檢查：應(yīng)變片貼好后，先檢查有無(wú)氣泡、翹曲、脫膠等現(xiàn)象，再用數(shù)字萬(wàn)用表的電阻檔檢查應(yīng)變片有無(wú)短路、斷路和阻值發(fā)生突變（因應(yīng)變片粘貼不平整導(dǎo)致）的現(xiàn)象，如發(fā)生上述現(xiàn)象，就會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，這時(shí)要重貼。2.4導(dǎo)線固定：由于應(yīng)變片的引出線很細(xì)，特別是引出線與應(yīng)變片電阻絲的連接強(qiáng)度很低，極易被拉斷

5、，因此需要進(jìn)行過(guò)渡。連接導(dǎo)線是將應(yīng)變片的感受信息傳遞給測(cè)試儀器的過(guò)渡線，其一端與應(yīng)變片的引出線相連，另一端與扭矩節(jié)點(diǎn)相連接。（1）接線柱的粘貼：接線柱（應(yīng)變片廠家通?？梢蕴峁┑淖饔檬菍?yīng)變片的引線與接入扭矩節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)線連接上。用鑷子將接線柱按在要粘貼的位置，然后滴一滴膠水在接線柱邊緣，待一分鐘后，接線柱就會(huì)粘貼在試件上。見(jiàn)圖2-4。（注意：接線柱不要離應(yīng)變片太遠(yuǎn)，否則會(huì)使應(yīng)變片的引出線與試件接觸而導(dǎo)致應(yīng)變片與試件短路。若接線柱與應(yīng)變片相隔較遠(yuǎn)時(shí)-則要在引線的下面粘貼一b）接線柱距應(yīng)變片較遠(yuǎn)層絕緣透明股帶一防止引出線與試件接觸。）接線林（點(diǎn)膠水處（a）接線柱距應(yīng)變片較近圖1-4接線柱粘貼示意圖（

6、2）焊接：用電烙鐵將應(yīng)變片的引出線和導(dǎo)線一起焊接在接線柱上。焊接要點(diǎn)：連接點(diǎn)必須用焊錫焊接，以保證測(cè)試線路導(dǎo)電性能的質(zhì)量要求，焊點(diǎn)大小應(yīng)均勻，不能過(guò)大，不能有虛焊。技巧一：接線柱掛錫。電烙鐵熱了之后，先掛少許松香，再掛少許焊錫，然后將電烙鐵在接線柱上放置23秒鐘左右拿開(kāi)即可。通常要求接線柱上基本掛滿焊錫，如果接線柱上未能掛上焊錫或掛的焊錫較少，可再重復(fù)一次。見(jiàn)圖2-5。（注意：焊錫也不可太多，若焊錫太多流到試件上，則會(huì)引起應(yīng)變片與試件發(fā)生短路現(xiàn)象。）技巧二：導(dǎo)線掛錫。電烙鐵熱了之后，先掛少許松香，再掛少許焊錫，然后將電烙鐵與導(dǎo)線的裸露線芯的四周都接觸上，整個(gè)導(dǎo)線掛錫就完成了。（注意：導(dǎo)線掛錫一

7、端的裸露線芯不能過(guò)長(zhǎng)，以3mm為宜。）技巧三：引出線及導(dǎo)線的焊接。先用導(dǎo)線掛錫的一端將應(yīng)變片的引出線壓在接線柱上，再把電烙鐵放到接線柱上，當(dāng)焊錫熔化之后立即將電烙鐵移走，拿導(dǎo)線的手此時(shí)不能移動(dòng)，35秒之后，焊錫重新凝固，整個(gè)的焊接就完成了。（注意：引出線不要拉得太緊，以免試件受到拉力作用后:接線柱與應(yīng)變片之間距離增加：使引出線先被拉斷：造成斷路：也不能過(guò)松：以避免兩引出線互碰或引出線與試件接觸造成短路。焊接完成后將引出線的多余部分剪掉。）2.5制作防潮層：應(yīng)變片在潮濕環(huán)境或長(zhǎng)期中必須具有足夠的絕緣度，一旦應(yīng)變片受潮，其阻值就會(huì)不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確地測(cè)量應(yīng)變，因此，在應(yīng)變片貼好后，須制作防潮

8、層。防潮層可以用環(huán)氧樹(shù)脂一份CH31A與一份CH31B混合而成，然后將配置好的防潮劑涂在應(yīng)變片上（包括引線的裸露部分），也可以用硅橡膠涂在應(yīng)變片上（防潮要求不高時(shí)采用），再用萬(wàn)用表和兆歐表檢查一遍。防潮劑一般需固化24小時(shí)。全橋組橋接線如果使用上下半橋組成全橋，請(qǐng)按如下方式接線。請(qǐng)注意接線，否則可能導(dǎo)致測(cè)到的數(shù)值不是扭矩應(yīng)力。連接扭矩節(jié)點(diǎn)將應(yīng)變片引線連接到扭矩測(cè)量節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)接線柱。怕用5*40如2時(shí)用S.0圏3上下辛橋應(yīng)變片接線圖使用專用膠帶（轉(zhuǎn)速低時(shí)，可以使用結(jié)實(shí)的透明膠帶替代），將9V電池及扭矩節(jié)點(diǎn)對(duì)稱捆綁在軸上，務(wù)必保證旋轉(zhuǎn)時(shí)，膠帶足夠結(jié)實(shí)，電池及節(jié)點(diǎn)不會(huì)因?yàn)殡x心力甩出。檢查應(yīng)變片正確連接完成之后，可以開(kāi)始采集，檢查應(yīng)變片粘貼及接線。在正常情況下，采集1-5分鐘之后，進(jìn)行清零，在不加載的情況下