扭矩理论

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以下是理解 Binsfeld 无线扭矩遥测工作原理的基础技术定义列表。

应变

应变是对物体由于施加的力而变形多少的无单位测量。

  • 应变 = 改变长度 / 起始长度 = 

泊松比

泊松比是一个特定于材料的常数,它将横向变形(应变)与轴向变形(应变)联系起来。

  • 泊松比 = (轴向应变) / (径向应变) =
  • 泊松比长用于轴
  • 钢制 = 0.3
  • 铝 = 0.32

极惯性矩

转动惯量是物体抵抗旋转方向变化能力的量度。 在专门分析物体抵抗扭转(或扭曲)的能力时,会使用极惯性矩。

  • 极惯性矩的单位是或
  • 轴的典型极惯性矩:
  • 实心轴: 
  • 中空轴(管子):

杨氏弹性模量

杨氏弹性模量是一种特定于材料的常数,可预测材料在一定应力下会发生多少变形(应变)。

  • 杨氏模量与应力的单位相同(牛顿/平方米或磅/平方英寸)
  • 轴的典型杨氏模量值:
  • 钢 = 30,000,000 psi
  • 铝 = 10,000,000 psi

惠斯通电桥

惠斯通电桥是一个有 4 个电阻并联的电路。 电桥在输入电压 (Vex) 的情况下被“激发”,输出电压 (Vo) 可以被高精度感测。 与这两个电压相关的典型示意图和方程式如下所示。

扭矩传感器

扭矩传感器将机械能转换为电能。 常见的例子包括称重传感器和应变计。

扭矩

扭矩是导致物体绕一点旋转的扭转力的量度。 方程如下:

  • 扭矩 = 力 x(从一点施加的距离力)
  • 扭矩测量的单位通常是牛顿米或英寸磅。

功率

功率是消耗能量(或做功)的速率。

  • 功率 = 功 / 时间 = 力 x 距离 / 时间 = 力 x 速度
  • 单位通常以瓦特或马力为单位

压力

压力是单位面积力的量度:

  • 压力 = 力 / 面积

或者,可以使用“胡克定律”计算压力,该定律将应变和模量结合到以下等式中:

  • 压力 = 杨氏模量 * 应变

应力测量的单位是牛顿/平方米或磅/平方英寸。

对于轴,有时需要计算由于施加的扭矩而在轴表面产生的扭转应力。 这是通过使用以下等式找到的:

  • τ = T*R / J
  • T = T = 扭转力矩
  • R = 轴半径
  • J = 轴横截面的极惯性矩
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