国内外扭矩校准技术的研究现状

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1、计量：www.cqstyq.com扭矩校准技术现状与发展趋势StatusandTrendinDevelopmentofTorqueCalibrationTechnology李先友王晓明祝夏雨(国防科学技术大学机电工程与自动化学院，湖南长沙410073)摘要:本文介绍了扭矩参数在设备动力性能检定、测试中的重要作用，总结了国内外扭矩校准技术的研究现状，剖析了各扭矩计量器具校准的特点，分析了扭矩校准技术的发展趋势。关键词:扭矩;校准;扭力扳手;扭矩传感器1国内外扭矩校准技术现状确度等级可分为，用于基准扭矩值

2、与标准扭矩值之间传1.1扭矩校准体系与方法递的标准扭矩仪(Ⅰ类)和用于标准扭矩值与工作计量器具扭矩值之间传递的标准扭矩仪(Ⅱ类)，前者的准确度等级比后者高一个量级，可用扭矩国家基准进行校准，后者也可用前者进行校准。(2)扭矩标准装置的校准扭矩标准装置是用于产生标准扭矩并施加于被校扭矩传感器或扭矩仪的装置。它的基本原理是:扭矩值等于力臂L(m)与力F(N)的乘积，即T=L*F，也就是在恒定臂长的杠杆上施加标准砝码(力值砝码)，产生扭矩，并使该扭矩传递到被校扭矩仪/扭矩传感器上。扭矩标准装置的测量原理图如

3、图2所示，扭矩标准装置的校准通常是用Ⅰ类标准扭矩仪进行校准。(3)扭力扳手检定装置的校准扭力扳手检定装置主要包括力臂砝码式、力传感器图1扭矩校准体系框图式、扭矩传感器式三种类型，一般采用标准扭矩仪或扭矩扭矩校准体系如图1所示，内容包括扭矩国家基准、标准装置对其进行校准。扭矩计量标准器具以及扭矩计量工作器具。其中标准扭1.3扭矩工作计量器具的校准矩仪、扭矩标准装置、扭力扳手检定装置归属计量标准器扭矩工作计量器具包括扭转试验机、扭力扳手、工作具;工作扭矩仪、扭转实验机、扭力扳手、扭矩传感器等归扭矩仪、平衡

4、类和能量类扭矩测量装置等。扭转试验机属工作计量器具。主要用于金属等原材料的扭转性能的试验，通常采用相各国的扭矩校准方法视条件各有差异，但日趋相同，应准确度等级的标准扭矩仪或扭矩标准装置对其进行校主要包括以下两种校准方法。准，有些扭转试验机也可用扭矩校准杠杆进行校准。对(1)对易于携带的扭矩工作计量器具，送到具有高工作扭矩仪以及各类扭矩测量装置，依据它们的量程和一等级计量标准的计量部门去校准。校准好的器具在运准确度的需要，使用相应的扭矩标准装置或专用校准装输过程中，避免受到振动、撞击、潮湿和温度的影响，

5、以防置进行校准。扭力扳手和扭矩传感器是工作计量器具中丧失原有的准确度。使用较为广泛的两类计量器具，下面将对它们的校准技(2)对不便于运输的扭矩计量标准装置和工作计量术进行详细的介绍。器具，高等级计量实验室物色可携式传递标准寄送(或(1)扭力扳手的校准派专员携送)至下级计量技术机构进行校准。①力臂砝码式1.2扭矩计量标准器具的校准力臂砝码式扭力扳手校准装置的测量原理是将扭力(1)标准扭矩仪的校准扳手的一端固定，在扳手的把手上挂上标准砝码，再把固标准扭矩仪是用于传递扭矩值的便携式仪器，按准定端与挂砝码端的

6、长度测出，两者相乘，就得到了施加的计量：www.cqstyq.com计量：www.cqstyq.com标准扭矩，再用扳手的示值与标准扭矩进行比较，就可以2710N·m，允许误差为±0.25%(当量误差)。得出扳手的误差，该方法的特点是简便，不需要复杂的装(2)扭矩传感器的校准置，但测量误差很大，只适用对准确度要求很低的场合。①传统送检校准(实验室校准法)根据扭矩传感器的结构特点，校准方法大多是将其送计量实验室进行扭矩静态标定，比较成熟的是力臂杠杆加砝码的方法，其主要原因是标准砝码质量精度高、稳定性好。

7、图2扭矩标准装置测量原理图②力传感器式鉴于力臂砝码式校准装置误差较大、速度慢，同济大学徐劲峰设计了一种力传感器式扭力扳手校准装置，如图3所示。该装置的工作方式是扭力扳手的头部嵌入夹持装置(5)中，给转动轮(6)一个转动力矩M，通过齿轮传动，使夹持装置(5)转动，并带动扭力扳手的头部转动，此时力传感器(2)受到一个力F，通过二次仪表(1)图4TFC－2000型扭力扳手校准装置显示出来，而支架(3)上的定位槽位置确定力臂L，由此中航工业成都飞机工业(集团)有限责任公司熊得出力矩T=F*L。这个标准扭矩值与

8、扭力扳手的读俊、胡斌研制了静重式标准扭矩传感器校准系统，该校准数值进行比较，其差值就是该扭力扳手的误差。系统以砝码、杠杆产生标准力矩，配以力矩平衡装置，由计算机自动处理数据并给出相应测试报告。校准系统结构如图5所示，主要包括杠杆系统、砝码加载装置、砝码、力矩平衡装置、计算机、电控箱、机座等。标准扭矩传感器校准系统的工作原理是:在检定、校准过程中，计算机向电控箱发出指令，通过力臂杠杆的作用产生标准力矩，借助力矩平衡装置按预定顺序自动、平图3力传感器式扭力扳