扭矩传感器在电机测试系统中的扭矩测量精度如何保证。对于测试系统每每说到测试精度，人们一定会问系统精度能做到多少，因为大家都知道测试系统的精度受多种因素影响，绝非是简单的测量仪器精度所能保证的。今天就说说电机测试系统中的扭矩测量精度如何保证。
在电机测试系统当中，扭矩的测量往往是通过扭矩传感器来实现的。下图是典型的电机扭矩测试方式：
被测电机通过联轴器连接
扭矩传感器，扭矩传感器另外一端通过联轴器连接负载电机。系统工作时，被测电机工作在速度环（或扭矩环），负载电机工作在扭矩环（或速度环），扭矩传感器测量扭矩大小并将扭矩值通过信号传送给测量仪器。了解了扭矩测试过程，我们就可以找到扭矩测试的关键因素点，第一：扭矩传感器的测量精度；第二：测试仪器的测量精度；第三：电机（被测和负载）的扭矩加载精度；第四：系统的机械安装精度。接下来我们针对每一个因素点进行分析。
首先是
扭矩传感器的测量精度。有人说扭矩传感器的很简单，每一个传感器都有标称精度，直接查看其手册资料就可以知道。确实无论国内还是国外的扭矩传感器，都有其标称的测量精度，但是扭矩传感器都有其测量量程，如何选择合适的量程也是至关重要的因素。这里给大家推荐一个“三五原则”，所谓的“三五原则”就是当测试扭矩在1N.m以内时，为保证测量精度，建议测量范围不小于量程的三分之一，比如量程为1N.m的传感器，建议最小测到0.33N.m；当测量扭矩在1N.m以上时，为保证测量精度，建议测量范围不小于量程的五分之一，比如量程为10N.m的传感器，建议最小测到2N.m。只有这样才能保证扭矩传感器的测量精度。
第二测试仪器的测量精度，传统的电机测试系统是采用电参数表、扭矩仪等分立仪器对电参数和扭矩转速参数分别测试进行测量，在稳态下测量精度可以保证，一旦进行瞬态参数的测量将大大影响测量精度。因此在瞬态测试情况下必须使用功率分析仪此类高精度测量仪器，同步对电参数和扭矩转速测试进行测量，保持测量数据的准确。
第三
扭矩传感器扭矩加载精度，当我们能保证测量精度时，必须考虑系统的加载精度。比如系统在测试过程中，我们想测试5N.m力矩点时，通过控制器发送指令，控制电机进行加载，此时系统必须要能同步监测实际扭矩量，并实时通过PID进行调节，保证输出力矩在5N.m（误差大小视PID控制优化程度而定）。
第四
扭矩传感器系统的机械安装精度，机械安装精度低，意味着测试台架的机械对中角度偏差大，电机测试系统在长期运行时将会出现测试台架变形、异常振动、螺丝脱落、联轴器断裂等问题。因此必须保证对中精度，否则之前所做的一切都将化为虚有。
ZRN503动态扭矩传感器
一、应用范围：
ZRN503系列动态扭矩传感器是一种测量各种扭矩、转速及机械功率的精密测量仪器。应用范围十分广泛，主要用于：
1、电动机、发动机、内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率的检测；
2、风机、水泵、齿轮箱、扭力板手的扭矩及功率的检测；
3、铁路机车、汽车、拖拉机、飞机、船舶、矿山机械中的扭矩及功率的检测；
4、可用于污水处理系统中的扭矩及功率的检测；
5、可用于制造粘度计；
6、可用于过程工业和流程工业中。
7、浓密机、搅拌机扭矩测量装置、扭矩测量装置、扭矩保护系统。
二、基本原理：
扭矩传感器的的测量原理：采用应变片电测技术 ,在弹性轴上组成应变桥,向应变桥提供电源即可测得该弹性轴受扭的电信号。将该应变信号放大后，经过压/频转换，变成与扭应变成正比的频率信号。
三、产品特点：
1.信号输出可任意选择波形─方波或脉冲波。
2.检测精度高、稳定性好、抗干扰性强。
3.不需反复调零即可；连续测量正反扭矩。
4.即可测量静止扭矩，也可测量动态扭矩。
四、扭矩传感器主要功能及性能指标：
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指标名称 |
扭矩传感器性能指标 |
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测量范围 |
0-±1N。m和0-±100000N。m（量程任选） |
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精 度 |
0.1%F.S、0.25%F.S. 0.5%F.S |
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非线性 |
＜±0.08 % F· S |
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重复性 |
＜±0.06% F· S |
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迟滞 |
＜±0.05% F· S |
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信号输出 |
10KHz±5KHz脉冲信号，4-20mA电流,
1-5V或0-5V电压信号，
USB直接相连（或按客户要求订做） |
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转速 |
60个脉冲/转或120个脉冲/转 |
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零点温飘： |
＜0.2 % F· S /10℃ |
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响应频率 |
100us |
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环境温度 |
－20 ～ 70℃ |
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电源电压： |
±15V±5%或15~36VDC |
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总消耗电流 |
＜130mA |
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长期稳定性 |
＜±0.3% F· S |
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绝缘阻抗： |
>500MΩ |
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断裂负载： |
200 % |
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防护等级 |
IP65 |
五、规格尺寸对照表
(1) 水平安装:如图11所示:
(2) 垂直安装:图12所示:
扭矩传感器 应用案例：
如上图-普通常规电机测试平台
应用ZRN系列扭矩传感器组建交直流电机测试系统 。测试电机的转矩、转速、功率等参数。
其它常规用法还有：
1、电动机、发动机、内燃机等旋转动力设备输出扭矩及功率的检测；
2、风机、水泵、齿轮箱、扭力板手的扭矩及功率的检测；
扭矩传感器又称力矩传感器、扭力传感器、转矩传感器、扭矩仪,扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器是一种测量各种扭矩、转速及机械功率的传感器精密测量仪器。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。
扭矩传感器分类：扭矩传感器分为动态和静态两大类，其中动态扭矩传感器又可叫做转矩传感器、转矩转速传感器、非接触扭矩传感器、旋转扭矩传感器等。扭矩传感器可以应用在制造粘度计，电动（气动，液力）扭力扳手，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。
扭矩传感器应用领域：电动机、发动机、内燃机等旋转动力设备输出、风机、水泵、齿轮箱、扭力板手、铁路机车、汽车、拖拉机、飞机、船舶、矿山机械、污水处理系统、制造粘度计、过程工业和流程工业中应用范围比较广泛。
