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摘要
在轴间串接扭矩传感器开展扭矩测量会因负载效应导致扭矩测量精度降低，且常用的扭矩传感器仅能测试静态扭矩或动态扭矩。为兼顾静态扭矩和动态扭矩的高精度测量，提出一种基于应变测量的动-静扭矩传感方法，首先建立扭转轴的扭转变形力学模型，推导了扭转角随扭矩的变化关系，结合有限元仿真研究了扭转轴的应变分布规律，确定应变片布片位置，通过将应变片以惠斯通全桥接线的方式连接来获取扭转加载条件下的主应变信号，并将主应变信号在设计的传感系统中进行调制实现扭转主应变到扭矩信号的转换，从而实现静态扭矩和动态扭矩的高精度测量。最后，基于MechanicalTesting&Simulation扭转万能材料实验机(Mechanical Testing&Simulation, MTS)和摩擦实验台分别开展了静态扭矩与动态扭矩的实验测试，结果表明静态扭矩测试结果与理论计算扭矩以及MTS准静态加载扭矩相吻合且线性度高，测量误差在0.47%以下；同时动态测试结果显示在60 r/min、100 r/min、200 r/min、300 r/min转速下的动态扭矩测量结果与摩擦实验台加载的动态扭矩相吻合，测量误差在5%以下，表明低转速对动态扭矩测量影响较小且证明了动态扭矩测试的稳定性，因此提出的基于应变测量的动-静扭矩传感方法可以实现静/动态扭矩的高精度测量。
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