扭矩測量技術的案例
HBM@電驅動 | 如何應對電驅動對扭矩測量技術提出的挑戰？
電動汽車的扭矩測量技術
對于汽車工業來說，電動汽車對測試臺測量技術產生了深遠的影響。與傳統的內燃機相比，電驅動系統尺寸小、重量輕，電池功率密度要大得多。電機熱損失已降至10%左右，超過90%的電能被轉換成機械能。除此之外，車輛中的電驅動裝置需要以相當高的轉速運行，這對試驗臺的扭矩測量技術帶來了新的挑戰。
更高的轉速和更多接口
HBM T11扭矩傳感器為高額定轉速制定了新的標準。長久以來，T11一直按照賽車標準設計，由于其轉子質量小，質量慣性矩小，轉速高達30000轉/分。該傳感器于2016年被T40系列替代。
最新一代傳感器額定轉速提高到45000轉/分，并帶有EtherCAT和Profinet接口。因此，不僅非常適合動態應用，并可將扭矩和轉速測量集成到更高級別的自動化和控制系統中。
除了更高轉速外，電驅動的高動態特性對試驗臺提出了更高的要求。質量慣性矩和重量的進一步減少首當其沖。另外，與內燃機相比，電驅動系統的能量轉換效率超過90%，因此必然對測量設備精度提出更高的要求，以便能測定各個變量之間的差異。
T40 系列產品轉速可高達 45,000 rpm，并帶有多種接口
新挑戰: 高精度和自由切換量程
T12HP 高精度扭矩傳感器專門面向此類測試進行了優化。其轉速高達 22,000 , 精度等級高達 0.02。內置的 FlexRange? 功能可使其在 10 kNm 量程范圍內自由切換。
展開 扭矩測量在高速應用中的挑戰
<p><strong style="color: rgb(0, 51, 90);">高速應用中扭矩測量技術面臨的挑戰</strong></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">在汽車行業，從</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">內燃機</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">向</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">電機</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">的逐漸轉變對試驗臺測量技術產生了深遠的影響，這種影響在不久的將來將變得更加明顯。與傳統的內燃機相比，電驅動系統具有更小的尺寸和更低的重量，因而具有更高的功率密度。電機的熱損失已降低到10%左右，90%以上的電能轉化為機械能。此外，車輛中的電驅動裝置需要以相當高的轉速運行，這也給電動汽車試驗臺的扭矩測量技術帶來了挑戰。</span></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">2004年T11扭矩傳感器為高轉速扭矩測量設立了新標準。T11長期以來一直被用于賽車運動，由于其較小的轉子質量和較低的質量慣性矩，因此轉速可高達30000rpm。該傳感器于2016年被</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">T40系列</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">取代。下表概述了 HBM 扭矩傳感器以及可以達到的轉速，在某些應用中，T40HS系列的最高轉速可以提高到60000 rpm。
展開 扭矩決定性能 | HBK T100 系列如何重塑扭矩測量新未來
從汽車電動化升級到工業智能化轉型，從機器人精密作業到前沿科研探索，測量技術作為核心支撐，正迎來顛覆性重構。其中，扭矩測量是決定設備性能與運行精度的關鍵環節。在這場變革中，HBK正以下一代創新戰略，重新定義扭矩測量的可能。
行業格局演變：從模擬數據到集成智能
在快節奏的產業升級背景下，單純的數據采集已無法滿足市場需求。客戶真正需要的，是可落地的決策洞察力、無縫的系統集成，以及能驅動高效運營的智能測量解決方案。這也意味著，扭矩測量正從「單一數據采集」向「智能互聯分析」的轉型。
我們在各行各業都能看到這種轉型：
在汽車行業，電氣化推動下的先進傳動系統、電動軸測試，對扭矩測量的速度與精度提出了更高要求。
在工業領域，從純模擬傳感器向集成EtherCAT、Profinet、IO-Link等數字接口的智能傳感器遷移。這已成為不可逆的趨勢，即便在中低端市場，這一變革也在加速滲透。
HBK創新藍圖：四大核心方向
面對產業升級帶來的新需求，HBK不止于順應趨勢，更致力于引領扭矩測量技術的創新方向。我們的創新戰略主要集中在如下四個領域：
高帶寬、高速測量：提供動態測試臺和先進電動動力系統所需的性能
智能自診斷傳感器：將健康監測和預測性維護分析直接集成到我們的傳感器中，以確保信號完整性，并減少停機時間
微型化設計：微型化為機器人和協作機器人等行業開發體積更小、結構更緊湊的扭矩傳感器，在這些行業中，外形尺寸是一個關鍵的設計限制因素
集成式多測量單元：將扭矩、速度、功率、溫度和振動整合到一個高效的單元中，提供更全面的系統性能視圖
T100系列，重新定義扭矩測量基準
HBK的創新愿景，從不局限于理念，更落地于每一款產品。
展開 高轉速扭矩測量的挑戰與未來
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高轉速扭矩測量的前景
自從內燃機以及電機問世以來，機動性概念發生了巨大的變化。這些創新反過來影響了試驗臺和扭矩測量技術。扭矩傳感器經典應用領域中兩個關鍵趨勢包括每分鐘轉數（RPM）和動態扭矩測量。
在本文中，HBM探討了高轉速扭矩測量的前景，同時對一些挑戰和未來產生的變化進行了概述。
高轉速扭矩測量：汽車
需要高轉速扭矩測量的三個領域是汽車、航空航天和工業加工部門（部件測試、渦輪機監測等）。
在汽車領域，扭矩是衡量車輛性能的一個重要指標，包括功率重量比以及發動機、變速箱功能性等。典型的柴油發動機轉速為3500 - 5000 rpm，而汽油發動機可能高達6500轉。這些發動機目標市場通常為家用或商用汽車。
高端跑車發動機轉速高達9,000 RPM, 而一級方程式賽車轉速需要高達18,000 RPM。高轉速扭矩測量已成為汽車扭矩測量的一個先決條件，例如發動機內置渦輪增壓器對扭矩測量有更高的轉速要求。典型的渦輪增壓器的標準轉速會超過100,000 RPM 。
因此，高性能發動機、變速箱、傳動系統、變速箱和部件測試對扭矩測試有著更高的轉速要求。
高轉速扭矩測量: 飛機
在航空航天領域，高轉速扭矩測量是必不可少的。渦輪測試大約是22,000 RPM，而高速齒輪箱則需要30,000 RPM。齒輪、軸承、燃油泵和密封件等標準部件都需要進行扭矩測量。需要高轉速扭矩測量的典型航空航天應用包括：
航空發動機輔機（交流發電機、起動機等）
壓縮機和渦輪機軸試驗
直升機傳動試驗
高轉速扭矩測量的未來挑戰
在電氣傳動領域，對轉速范圍的要求也是類似的。目前，一些同步電機的轉速高達25,000RPM。
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金工課程筆記 | 扭矩測量的三種方法
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《HBM扭矩測量技術——扭矩測量鏈》
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免費網絡課程 | 8月25日HBM扭矩測量技術——扭矩測量鏈
培訓內容
扭矩是旋轉動力機械的重要參數，扭矩測量廣泛應用于汽車、船舶、航空航天、電力機車、能源、化工等各個工業領域，正確進行扭矩測量是產品研發、狀態監測、故障識別預報、自動控制、節能、動力平衡指示的保證。扭矩測量鏈涉及到被測機構、傳感器、導線、放大器、數據采集器和采集控制分析軟件。本課程力求理論與實踐相結合，從傳感器和數據采集角度闡述扭矩測量的相關注意事項。內容概要包括：
扭矩測量
扭矩測量鏈之傳感器
扭矩測量鏈之信號采集
扭矩標定
培訓時間
8月25日（周三）下午14:00-15:00
課程對象
從事測試測量特別是扭矩測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；各類旋轉機械試驗臺、零部件裝配測試臺設計、安裝調試、使用人員；大中專院校相關專業師生。
費用：免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦或手機。
報名方式：點擊這里，即刻報名
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展開 網絡課程 | 11月23日HBM扭矩測量技術之扭矩測量鏈
培訓內容
扭矩是旋轉動力機械的重要參數，扭矩測量廣泛應用于汽車、船舶、航空航天、電力機車、能源、化工等各個工業領域，正確進行扭矩測量是產品研發、狀態監測、故障識別預報、自動控制、節能、動力平衡指示的保證。扭矩測量鏈涉及到被測機構、傳感器、導線、放大器、數據采集器和采集控制分析軟件。
本課程力求理論與實踐相結合，從傳感器和數據采集角度闡述扭矩測量的相關注意事項。
扭矩測量
扭矩測量鏈之傳感器
扭矩測量鏈之信號采集
扭矩標定
培訓時間
11月23日（周三）下午14:00-15:00
課程對象
從事測試測量特別是扭矩測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；各類旋轉機械試驗臺、零部件裝配測試臺設計、安裝調試、使用人員；大中專院校相關專業師生。
講師簡介
費用：
免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦或手機。
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展開 官方免費 | HBM扭矩測量技術——扭矩應用場景與實踐精髓
直播簡介
扭矩是旋轉動力機械的重要參數，扭矩測量廣泛應用于汽車、船舶、航空航天、電力機車、能源、化工等各個工業領域，正確進行扭矩測量是產品研發、狀態監測、故障識別預報、自動控制、節能、動力平衡指示的保證。
但在實際應用中有不少人混淆反映測量精度的指標準確度和不確定度，對扭矩傳感器的原理、結構、選型、安裝調試維護、標定、相關適用場合等不甚了解，測量結果不準確及傳感器錯誤應用造成不可挽回的戰略、財務、個人損失。
本課程力求理論與實踐相結合，全面剖析傳感器各項性能對于實際應用的意義，結合實際應用闡述扭矩測量的相關注意事項。
課程大綱：
1.扭矩測量基礎
2.傳感器參數的實踐意義
3.扭矩傳感器結構特點及應用
4.試驗臺架結構布置
5.傳感器標定方法
6.定制扭矩測量方案（定制飛輪、半軸、高速、通孔、旋轉多分量、船級社認證等）
7.扭矩測量鏈
適宜人群
從事測試測量特別是扭矩測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；各類旋轉機械試驗臺、零部件裝配測試臺設計、安裝調試、使用人員；院校相關專業師生。
展開 免費網絡課程 | 3月3日HBM扭矩測量技術 - 扭矩應用場景與實踐精髓
培訓內容
扭矩是旋轉動力機械的重要參數，扭矩測量廣泛應用于汽車、船舶、航空航天、電力機車、能源、化工等各個工業領域，正確進行扭矩測量是產品研發、狀態監測、故障識別預報、自動控制、節能、動力平衡指示的保證。
但在實際應用中有不少人混淆反映測量精度的指標準確度和不確定度，對扭矩傳感器的原理、結構、選型、安裝調試維護、標定、相關適用場合等不甚了解，測量結果不準確及傳感器錯誤應用造成不可挽回的戰略、財務、個人損失。
本課程力求理論與實踐相結合，全面剖析傳感器各項性能對于實際應用的意義，結合實際應用闡述扭矩測量的相關注意事項。
扭矩測量基礎
傳感器參數的實踐意義
扭矩傳感器結構特點及應用
試驗臺架結構布置
傳感器標定方法
定制扭矩測量方案（定制飛輪、半軸、高速、通孔、旋轉多分量、船級社認證等）
扭矩測量鏈
課程對象
從事測試測量特別是扭矩測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；各類旋轉機械試驗臺、零部件裝配測試臺設計、安裝調試、使用人員；院校相關專業師生。
培訓時長
1.5小時
培訓時間
3月3日（周二）上午10:00-11:30AM
主講講師簡介
金智煒
Manager - China IMS & SI
工科背景管理學碩士，IPMA認證IPMP，十余年傳感器儀器儀表行業技術和營銷經驗。
展開 扭矩測量 | 傳動系統測量扭矩的方法
在很多應用中，扭矩是一個非常重要的機械量。精確測量扭矩，尤其是旋轉部件上的扭矩，對試驗臺制造商和用戶提出了很高要求。
目前有兩種方法可以進行扭矩測量: 直接測量法和間接測量法。
直接測量法
通過直接對傳動系統進行扭矩測量，獲得扭矩信號。通常，扭矩法蘭為非接觸式信號傳輸, 例如T12數字扭矩傳感器，或T40B扭矩傳感器。
直接測量法具有很多技術優勢：
HBK研發的法蘭技術，以極短的設計為特點，可輕松將高品質扭矩傳感器集成到試驗臺中。
其他的優勢包括高精度扭矩測量，以及能夠測量極高的轉速。
間接測量法
通過測量傳動系統中的電機功率，或是通過測量反作用力來間接測定扭矩。
現代測試測量設備可輕松測定電機的電功率和轉速。然而，在計算扭矩時，由于功率損耗和設備的操作狀態也被包含在計算過程中，會引起較大的誤差和測量不確定性，且標定非常困難。
圖1 采用力傳感器進行反作用扭矩測量
反作用力測量也可用于扭矩的間接測定。施加到杠桿臂端的力可以采用力傳感器測量。通過對驅動系中一些輔助量的測量即可計算出扭矩，例如，通過軸扭轉產生的應變或是軸扭轉的角度的測定也可計算出扭矩。
圖2 反作用扭矩測量/測功機
間接測定的缺點
基于力傳感器的扭矩測量
通過力傳感器（如自校準制動，圖1）利用反作用力扭矩測量來確定扭矩，需要復雜的機械結構。需考慮以下干擾效應，否則可能導致測量誤差：
自校準制動隨時間產生的性能波動。
溫度變化導致杠桿臂膨脹。
此外，由于涉及較大質量（實際上相當于 “機械低通濾波器”，圖2），該方法不適合動態測試。
展開 網絡研討會 | 1月8日HBK扭矩測量技術
n=2824-28838
會議內容
扭矩是旋轉動力機械的重要參數，扭矩測量廣泛應用于汽車、船舶、航空航天、電力機車、能源、化工等各個工業領域，正確進行扭矩測量是產品研發、狀態監測、故障識別預報、自動控制、節能、動力平衡指示的保證。
本次研討會我們將介紹扭矩傳感器的原理、結構、選型、安裝調試維護、標定、應用，數據采集器和采集控制分析軟件。力求理論與實踐相結合，全面剖析扭矩測量應用場景與實踐精髓，結合實際工程應用闡述扭矩測量的相關注意事項。
內容概要：
扭矩測量基礎
傳感器參數的實踐意義
扭矩傳感器結構特點及應用
試驗臺架結構布置
傳感器標定方法
定制扭矩測量方案
扭矩測量鏈
會議時間
2025年1月8日（周三）14:00-15:00
會議對象
從事測試測量特別是扭矩測量領域的工程、技術、營銷、采購、管理人員；各類旋轉機械試驗臺、零部件裝配測試臺設計、安裝調試、使用人員；大中專院校相關專業師生。
講師簡介
費用：免費
備注
會議將通過網絡進行，請自備具備上網條件的電腦或手機。
點擊這里，即可報名
https://app.ma.scrmtech.com/m/A/N?
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網絡研討會 | 4月9日如何使用HBK的扭矩功能在單次測試中測量穩態扭矩及扭矩波動
n=2296-28304" target="_blank" rel="nofollow">點擊這里，即刻報名</a>
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</div><p><br></p><h2><strong>會議內容</strong></h2><p>我們將演示如何結合扭矩傳感器和eDrive功率分析儀，在<strong>測量動態轉矩脈動</strong>的同時<strong>測量高精度穩態轉矩</strong>。這將允許單個測試臺架和扭矩傳感器用于<strong>效率mapping以及NVH分析和控制</strong>開發。</p><p>本次研討會將介紹扭矩傳感器和采集設備的精度，以及為什么在進行測量時需要同時考慮兩者。</p><p><br></p><h2><strong>會議時間</strong></h2><p>2024年4月9日（周二）14:00-15:00</p><p><br></p><h2><strong>會議對象</strong></h2><p>電驅動系統動力總成測試工程師， 新能源汽車系統測試工程師，電機電控標定工程師、電機電控測試工程師、電機電控研發及大專院校相關人員。</p><p><br></p><h2><strong>講師簡介</strong></h2><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/0dOps7rIddrxev2Qgv4LiaHFqNicmmjWW5SE9iclic3QIVbNFGfzibWShWf5CSEB0CPZicxn7kBC9lu19zWozxMlQQpQ/640?
展開 金工聊測量 | 如何更好地測量扭矩
主要挑戰是在</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">測量精度</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">和</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">誤差容限</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">之間實現平衡。</span></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(68, 68, 68);">比如制動測試，出現的</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">峰值</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">扭矩遠遠高于平均測量扭矩。傳感器的標稱（額定）測量范圍大小適當，以確保傳感器不會因峰值扭矩而過載、損壞甚至毀壞。峰值扭矩代表應用中的最大扭矩。然而，如果將傳感器調到最大扭矩，它可能會在測量測試期間出現的其他扭矩時尺寸過大。</span><strong style="color: rgb(51, 182, 177);">尺寸過大的傳感器有一個缺點</strong><span style="color: rgb(68, 68, 68);">：必須用于評估誤差的重要數據表信息是指標稱（額定）測量范圍，而不是平均測量扭矩。
展開 力和扭矩測量的計量溯源
如何縮短比對測量時間
計量溯源對我們的日常生活很重要。如果沒有溯源，獲得準確的機械尺寸是不可完成的。
可追溯性
確保測量結果
可參考或符合標準
。如通過與連續測量值的比較來識別測量值的不確定度。然而多級比較測量，會讓比較結果變成“低階”。仔細選擇測量設備可以降低這種影響。
因此，
比較測量
，無論是國際比較測量，如“CIPM關鍵比較”或“RMO關鍵比較”或經認可的實驗室進行的多邊或雙邊比較測量，都必須極其小心地進行。
為了準備比較測量，一些具有多年經驗的實驗室制定了所謂的“技術協議”，定義了測量系統規范。每個參與實驗室需要制定測量不確定度預算，這又取決于所使用的測量設備。這樣的比較測量自然是非常耗時的，根據比對類型不同，通常需要兩個月到一年的時間。因此，減少所需時間是非常有意義的。
在力與扭矩測量中，基于應變的傳感器具有最低的測量不確定度。因此，它們通常被用作比對測量的參考傳感器和傳輸標準。
TOP級力傳遞標準
作為測量技術解決方案的制造商，在過去的幾十年中，HBM一直為多種級別比較測量提供參考測量鏈。
展開 電機測試 | 測量扭矩波動
在測量數字輸出時，應確保測量設備擁有處理這種高精度信號的高質量輸入通道。</p><p class="ql-align-center"><br></p><h2><strong>數據采集系統</strong></h2><p>測量扭矩波動不僅需要高質量傳感器，還需要必要的平臺和測量設備以便確保可靠測試以及記錄扭矩和其他所需信號。從平臺角度而言，測試過程中需要使用能夠<strong>嚴格控制速度</strong>并且<strong>抗干擾能力強的測功機</strong>，由此可以使測試點保持扭矩和速度。如果負載電機特別采用了低扭矩波動設計，那么將會最大限度降低外部因素對扭矩波動測量造成的影響。提高扭矩波動測量質量的方法有多種，包括使用較短的剛性扭轉軸，最大限度減少扭轉振動，以及在傳動系統中使用合適的、帶雙撓性板的耦合器。</p><p><br></p><p>扭矩傳感器是用于測量扭矩波動的主要元件。但實際上，結合測量電壓、電流、噪聲和振動，工程師可將扭矩波動與其來源聯系起來并表征其影響。因此，測試過程中還需要其他具有足夠帶寬和精度的傳感器才能滿足測試要求。同時此類傳感器還需要使用具有足夠帶寬和精度、能夠<strong>記錄各種信號數據的系統</strong>進行測量。此類測量設備的示例有很多，比如圖4中的HBM eDrive ，該設備能夠連續記錄電氣和機械信號的數據。相關信號種類很多，包括高精度定時器計數器通道信號，該信號用于精確測量頻率輸出扭矩傳感器。根據電壓、電流、扭矩、聲音和振動的時間同步信號，工程師可以識別問題、關聯數據以及驗證模型。
展開 