霍家知识库 | 扭矩传感器名词和表达式（三）

关于扭矩传感器名词和表达式，我们分为三期介绍。本期介绍的是额定转速、允许震荡带宽、轴向极限力、参考温度等。

额定转速
额定转速是从零开始到转速范围的上限。它适用于顺时针和逆时针旋转。

额定扭矩
额定扭矩是扭矩测量范围的上限，在该范围内，传感器特性不会超过规定公差。

最大工作扭矩
最大工作扭矩是指输出信号和扭矩之间有明确关系的扭矩测量范围的上限。在该范围内，扭矩增加到额定扭矩以上，可能会超过规定的极限值。

如果传感器在额定扭矩和最大工作扭矩之间使用，可能会发生轻微的零信号偏移，但这不被视为违反规范。在以最大工作扭矩工作时，会降低扭矩传感器测量性能。最大工作扭矩限制由传感器电子特性（如内部放大器调理范围）或机械特性（如过载保护）给出。对于既没有内部电子设备也没有机械过载保护的传感器，最大工作扭矩和极限扭矩通常是相同的。

极限扭矩
极限扭矩是指传感器测量能力不会受到永久性损坏情况下的扭矩上限。如果传感器在额定扭矩和极限扭矩之间使用，可能会发生轻微的零信号偏移，但这不被视为违反规范。在连续振动荷载的情况下，优先考虑容许振动带宽极限值。

破坏扭矩
破坏扭矩是指可能导致传感器产生机械损坏的扭矩。如果扭矩值介于极限扭矩和破坏扭矩之间，则不会发生机械破坏，但传感器可能会损坏到永久无法使用的程度。


图6: 破坏扭矩

允许振荡带宽
允许的振荡带宽是扭矩正弦变化的振荡幅度，在这种情况下，传感器可以承受10⋅106振动周期的应力，而不会引起其计量特性的任何显著变化。振幅被指定为峰峰值，即最大和最小扭矩之间的差。另请参见图7。

除了允许的振动带宽之外，还需要为扭矩定义一个允许的上限。该上限通常与额定扭矩（正负方向）一致。如果不同，扭矩值会在规范中明确声明。该概念来自DIN50100标准，该标准涉及材料试验范围内的连续振动试验（疲劳试验），现已从机械应力转移到扭矩。疲劳强度的决定因素是振动循环次数。根据DIN50100，如果机械部件在各自的载荷下可承受10⋅106载荷循环，则可以假设其为给定载荷下钢材料耐疲劳的近似值。再存在振动载荷情况下，通常采用扭矩上限取代平均振动载荷。在正负极限规定的范围内，允许使用脉动转矩和交变转矩（见图7）。


图7：与振荡带宽有关的术语

极限轴向力
极限轴向力是最大允许纵向力（或轴向力），如图8所示。如果超过极限轴向力，传感器的测量能力可能会永久损坏。在HBM扭矩传感器中，为极限轴向力设定了上限。如果轴向力不超过极限轴向力，可使用扭矩传感器进行测量。但是，可能会对测量信号产生一些影响。影响的上限在规范中另行告知。

如果出现另一个不规则应力（如弯曲力矩、侧向力或超过额定扭矩），允许轴向力将小于规定的极限轴向力。否则，限值必须减小。例如，如果同时出现30%的极限弯矩和极限侧向力，则在不超过额定扭矩的情况下，仅允许40%的极限轴向力。如果寄生荷载作为连续振动荷载出现，则容许振动带宽可能与相应的极限荷载不同。

极限侧向力
极限侧向力是最大容许侧向力（在径向力的情况下），如图8中的Fr所示。如果超过极限侧向力，传感器的测量能力可能会永久损坏。在HBM扭矩传感器中，为极限侧向力设定了工作上限。如果侧向力不超过极限侧向力，则可以使用扭矩传感器进行测量。但是，可能会对测量信号产生一些影响。此影响的上限在规范中另行说明。

如果出现另一个不规则应力（如轴向力、弯曲力矩或超过额定扭矩），则容许侧向力小于规定的侧向极限力。否则，限值必须减小。例如，如果出现30%的极限轴向力和极限弯矩，则在不超过额定扭矩的情况下，只允许出现40%的极限侧向力。如果寄生荷载作为连续振动荷载出现，则容许振动带宽可能与相应的极限荷载不同。

极限弯矩
极限弯矩是最大允许弯矩，如图8中的Mb所示。如果超过极限弯矩，传感器的测量能力可能会永久损坏。在HBM扭矩传感器中，为极限弯矩设定了上限。如果弯矩不超过极限弯矩，则可以使用扭矩传感器进行测量。但是，可能会对测量信号产生一些影响。此影响的上限在规范中另行说明。

如果出现另一个不规则应力（如轴向力、侧向力或超过额定扭矩），允许的弯矩将小于规定的极限弯矩。否则，限值必须减小。例如，如果同时出现30%的极限轴向力和极限侧向力，则在不超过额定扭矩的情况下，仅允许40%的极限弯矩。如果寄生荷载作为连续振动荷载出现，则相应的容许振动带宽可能与相应的极限荷载不同。


图8: 寄生负载 - 轴向力 Fa, 侧向力 Fr, 和弯矩 Mb

参考温度
是传感器适用的环境温度，只要没有特别说明，此规范适用。

标称温度范围
标称温度是指环境温度范围，在该范围内，传感器可用于所有实际应用，并确保符合规定的计量特性。

工作温度
工作温度是环境温度范围，在该范围内，传感器计量特性不发生永久性变化。在工作温度范围内但在标称温度范围外的温度下，不能保证规范中有关计量特性的极限值保持不变。

存储温度
存储温度是指环境温度范围，在该范围内，传感器可以在没有机械或电气负载的情况下存储，而其计量特性不会发生永久性变化。

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