扭矩傳感器在電機測試系統中的扭矩測量精度如何保證。對于測試系統每每說到測試精度，人們一定會問系統精度能做到多少，因為大家都知道測試系統的精度受多種因素影響，絕非是簡單的測量儀器精度所能保證的。今天就說說電機測試系統中的扭矩測量精度如何保證。
在電機測試系統當中，扭矩的測量往往是通過扭矩傳感器來實現的。下圖是典型的電機扭矩測試方式：
被測電機通過聯軸器連接
扭矩傳感器，扭矩傳感器另外一端通過聯軸器連接負載電機。系統工作時，被測電機工作在速度環（或扭矩環），負載電機工作在扭矩環（或速度環），扭矩傳感器測量扭矩大小并將扭矩值通過信號傳送給測量儀器。了解了扭矩測試過程，我們就可以找到扭矩測試的關鍵因素點，第一：扭矩傳感器的測量精度；第二：測試儀器的測量精度；第三：電機（被測和負載）的扭矩加載精度；第四：系統的機械安裝精度。接下來我們針對每一個因素點進行分析。
首先是
扭矩傳感器的測量精度。有人說扭矩傳感器的很簡單，每一個傳感器都有標稱精度，直接查看其手冊資料就可以知道。確實無論國內還是國外的扭矩傳感器，都有其標稱的測量精度，但是扭矩傳感器都有其測量量程，如何選擇合適的量程也是至關重要的因素。這里給大家推薦一個“三五原則”，所謂的“三五原則”就是當測試扭矩在1N.m以內時，為保證測量精度，建議測量范圍不小于量程的三分之一，比如量程為1N.m的傳感器，建議最小測到0.33N.m；當測量扭矩在1N.m以上時，為保證測量精度，建議測量范圍不小于量程的五分之一，比如量程為10N.m的傳感器，建議最小測到2N.m。只有這樣才能保證扭矩傳感器的測量精度。
第二測試儀器的測量精度，傳統的電機測試系統是采用電參數表、扭矩儀等分立儀器對電參數和扭矩轉速參數分別測試進行測量，在穩態下測量精度可以保證，一旦進行瞬態參數的測量將大大影響測量精度。因此在瞬態測試情況下必須使用功率分析儀此類高精度測量儀器，同步對電參數和扭矩轉速測試進行測量，保持測量數據的準確。
第三
扭矩傳感器扭矩加載精度，當我們能保證測量精度時，必須考慮系統的加載精度。比如系統在測試過程中，我們想測試5N.m力矩點時，通過控制器發送指令，控制電機進行加載，此時系統必須要能同步監測實際扭矩量，并實時通過PID進行調節，保證輸出力矩在5N.m（誤差大小視PID控制優化程度而定）。
第四
扭矩傳感器系統的機械安裝精度，機械安裝精度低，意味著測試臺架的機械對中角度偏差大，電機測試系統在長期運行時將會出現測試臺架變形、異常振動、螺絲脫落、聯軸器斷裂等問題。因此必須保證對中精度，否則之前所做的一切都將化為虛有。
ZRN503動態扭矩傳感器
一、應用范圍：
ZRN503系列動態扭矩傳感器是一種測量各種扭矩、轉速及機械功率的精密測量儀器。應用范圍十分廣泛，主要用于：
1、電動機、發動機、內燃機等旋轉動力設備輸出扭矩及功率的檢測；
2、風機、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的檢測；
3、鐵路機車、汽車、拖拉機、飛機、船舶、礦山機械中的扭矩及功率的檢測；
4、可用于污水處理系統中的扭矩及功率的檢測；
5、可用于制造粘度計；
6、可用于過程工業和流程工業中。
7、濃密機、攪拌機扭矩測量裝置、扭矩測量裝置、扭矩保護系統。
二、基本原理：
扭矩傳感器的的測量原理：采用應變片電測技術 ,在彈性軸上組成應變橋,向應變橋提供電源即可測得該彈性軸受扭的電信號。將該應變信號放大后，經過壓/頻轉換，變成與扭應變成正比的頻率信號。
三、產品特點：
1.信號輸出可任意選擇波形─方波或脈沖波。
2.檢測精度高、穩定性好、抗干擾性強。
3.不需反復調零即可；連續測量正反扭矩。
4.即可測量靜止扭矩，也可測量動態扭矩。
四、扭矩傳感器主要功能及性能指標：
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指標名稱 |
扭矩傳感器性能指標 |
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測量范圍 |
0-±1N。m和0-±100000N。m（量程任選） |
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精 度 |
0.1%F.S、0.25%F.S. 0.5%F.S |
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非線性 |
＜±0.08 % F· S |
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重復性 |
＜±0.06% F· S |
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遲滯 |
＜±0.05% F· S |
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信號輸出 |
10KHz±5KHz脈沖信號，4-20mA電流,
1-5V或0-5V電壓信號，
USB直接相連（或按客戶要求訂做） |
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轉速 |
60個脈沖/轉或120個脈沖/轉 |
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零點溫飄： |
＜0.2 % F· S /10℃ |
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響應頻率 |
100us |
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環境溫度 |
－20 ～ 70℃ |
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電源電壓： |
±15V±5%或15~36VDC |
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總消耗電流 |
＜130mA |
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長期穩定性 |
＜±0.3% F· S |
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絕緣阻抗： |
>500MΩ |
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斷裂負載： |
200 % |
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防護等級 |
IP65 |
五、規格尺寸對照表
(1) 水平安裝:如圖11所示:
(2) 垂直安裝:圖12所示:
扭矩傳感器 應用案例：
如上圖-普通常規電機測試平臺
應用ZRN系列扭矩傳感器組建交直流電機測試系統 。測試電機的轉矩、轉速、功率等參數。
其它常規用法還有：
1、電動機、發動機、內燃機等旋轉動力設備輸出扭矩及功率的檢測；
2、風機、水泵、齒輪箱、扭力板手的扭矩及功率的檢測；
扭矩傳感器又稱力矩傳感器、扭力傳感器、轉矩傳感器、扭矩儀,扭矩傳感器是對各種旋轉或非旋轉機械部件上對扭轉力矩感知的檢測。扭矩傳感器是一種測量各種扭矩、轉速及機械功率的傳感器精密測量儀器。扭矩傳感器將扭力的物理變化轉換成精確的電信號。
扭矩傳感器分類：扭矩傳感器分為動態和靜態兩大類，其中動態扭矩傳感器又可叫做轉矩傳感器、轉矩轉速傳感器、非接觸扭矩傳感器、旋轉扭矩傳感器等。扭矩傳感器可以應用在制造粘度計，電動（氣動，液力）扭力扳手，它具有精度高，頻響快，可靠性好，壽命長等優點。
扭矩傳感器應用領域：電動機、發動機、內燃機等旋轉動力設備輸出、風機、水泵、齒輪箱、扭力板手、鐵路機車、汽車、拖拉機、飛機、船舶、礦山機械、污水處理系統、制造粘度計、過程工業和流程工業中應用范圍比較廣泛。
