首先,，讓我們了解什么是扭矩？
扭矩是圍繞軸的扭轉(zhuǎn)力或轉(zhuǎn)動力,，可以順時針或逆時針方向施加,。一個很好的例子是車輛轉(zhuǎn)向機構(gòu)；轉(zhuǎn)彎時,，駕駛員向方向盤施加力,，該力直接向轉(zhuǎn)向柱施加扭矩,。該扭矩是由駕駛員手的力和手與車輪中心的距離共同產(chǎn)生的。
扭矩是力和長度的函數(shù)（稱為力矩或力臂）,，這在我們簡單的“蹺蹺板"圖中顯示如下,。即使施加在每一側(cè)的力不同，蹺蹺板也是平衡的,，這是因為中間點的扭矩相同,。計算如下，常用的扭矩公制工程單位是牛頓米 (Nm),，而英制工程單位是英尺磅 (ft.lb)：
左側(cè) = 100N 力 x 1 米 = 100Nm 扭矩
右側(cè) = 300N 力 x 1/3 米 = 100Nm 扭矩
其次,，我們來看看扭矩傳感器是如何測量扭矩的？
最常見的扭矩傳感器測量是使用粘合應(yīng)變片技術(shù),，其中應(yīng)變片粘合到適當設(shè)計的軸上,。帶有圓軸和 45°應(yīng)變計的扭矩傳感器是一種已經(jīng)存在多年的設(shè)計。然而,，設(shè)備的設(shè)計和配置將由應(yīng)用決定,，軸可能是實心或空心的，橫截面可能與十字形,、方形或其他定制設(shè)計不同,，以獲得最大信號可從測量輸出。
當對軸施加扭力使其扭曲時,，會產(chǎn)生剪切應(yīng)力,。這將通過與水平扭矩軸呈 45° 粘合的應(yīng)變片來測量。由于在軸中引起的剪切應(yīng)力在其整個長度上都是相同的,，因此可以在沿其長度的任意點粘合應(yīng)變片。然而,，通常的做法是將它們放置在中心,，盡可能遠離可能在機械接口處引起的寄生應(yīng)力。
然后,，再來看看我們是如果讀取扭矩傳感器的信號呢,？
通常將四個應(yīng)變計粘合并連接到惠斯通電橋配置中，電橋電路中包含溫度補償組件,。將激勵電壓施加到橋上并在軸中感應(yīng)扭矩,，將產(chǎn)生與該扭矩成線性比例的電輸出。要使應(yīng)變測量軸成為有用的測量儀器（扭矩傳感器）,，必須使用已知的參考標準對其進行校準,，也即參考標準扭矩傳感器（更高精度的扭矩傳感器）的輸出。
完成的惠斯通電橋需要穩(wěn)定的直流電源來激勵電路,。這通常是 5Vdc 或 10Vdc,，但可以是 1Vdc 到 18Vdc 之間的任何值。
最后，讓我們來總結(jié)一下,，扭矩傳感器的測量：
要有效地測量扭矩,，重要的是要了解扭矩產(chǎn)生所涉及的因素以及可能改變扭矩測量的因素，因為這些因素會影響適當傳感器的選擇,。標稱扭矩額定值,、速度、安裝傳感器的可用空間,、測量持續(xù)時間和進行測量的環(huán)境等標準是決定扭矩傳感器選擇的最重要標準,。
測量動態(tài)扭矩時（動態(tài)扭矩傳感器我們將在后續(xù)的文章中介紹），測量位置對于確保測量真實扭矩并避免錯誤測量至關(guān)重要,，錯誤測量是由傳動系中的相鄰部件或阻尼扭矩測量系統(tǒng)的部件（包括測量系統(tǒng)本身）引起的,。
通常，存在的物理和環(huán)境因素會精確地選擇合適的設(shè)備,。選擇正確的換能器額定值,、傳輸系統(tǒng)和機械連接將確保測量解決方案不會比需要的更昂貴，并且將實現(xiàn)最大的長期精度和可靠性,。
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