扭矩測量是汽車工業(yè)中許多測試的一個(gè)關(guān)鍵因素。人們對電機(jī)和汽車部件的要求越來越高：更高的能效、更低的消耗和更大的范圍。這也意味著在研發(fā)過程中對精度的要求更高了，因此對測試設(shè)備的要求也更高。那么，如何更好地測量扭矩呢？
在應(yīng)用中，人們傾向于僅使用一個(gè)扭矩傳感器來覆蓋多個(gè)測量范圍。如果在測量過程中必須覆蓋不同尺寸的測量范圍，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)測試中，這一要求尤其苛刻。然后，扭矩傳感器必須根據(jù)測試情況獲得高扭矩和低扭矩，在整個(gè)測量范圍內(nèi)保持一致的精度。主要挑戰(zhàn)是在測量精度和誤差容限之間實(shí)現(xiàn)平衡。比如制動(dòng)測試，出現(xiàn)的峰值扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于平均測量扭矩。傳感器的標(biāo)稱（額定）測量范圍大小適當(dāng)，以確保傳感器不會(huì)因峰值扭矩而過載、損壞甚至毀壞。
根據(jù)不同的測量原理，我們將介紹三種扭矩測量的方法，包括能量轉(zhuǎn)換法、平衡力法、傳遞法，其中傳遞法的應(yīng)用最為廣泛。
能量轉(zhuǎn)換法
能量轉(zhuǎn)換法是指根據(jù)能量守恒定律，利用熱能、電能等其他參數(shù)來測量扭矩的一種間接測量方法。這種方法并不常用，其測量誤差相對較高，一般為±(10~15)%，只有當(dāng)直接測量無法進(jìn)行時(shí)才考慮采用該種方法。也就是根據(jù)能量守恒定律，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的方法，比如將相應(yīng)的電能、熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而計(jì)算出扭矩。
具體方法：測量旋轉(zhuǎn)機(jī)械的供電電壓、電流、流量、壓力，再測出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速，由電壓、電流、流量、壓力可以得到功率，然后再根據(jù)功率、轉(zhuǎn)速和扭矩之間的關(guān)系，可以得到具體的扭距數(shù)值。
局限性：這種方法測量精度很差，誤差可能高達(dá)10%以上。
適用性：只想了解大概的數(shù)據(jù)，不需要精確數(shù)據(jù)的應(yīng)用。這是幾十年前常見的使用方法，現(xiàn)在不太常用。
平衡力法
處于勻速工作狀態(tài)的傳動(dòng)機(jī)械構(gòu)件，其主軸和機(jī)體上一定同時(shí)存在一對扭矩T和T‘，并且二者大小相等、方向相反。通過測量機(jī)體上的T‘來測量主軸上T的方法稱為平衡力法。
具體方法：采用一個(gè)力臂加上一個(gè)力傳感器來進(jìn)行扭矩的測量，也就是力乘以力臂得到扭矩。
局限性：力和力臂這種形式不能反映動(dòng)態(tài)信號(hào)的變化，一般只能用來做相對穩(wěn)態(tài)的測量，不適合用于動(dòng)態(tài)測量；它不是直接測量的解決方法，也是間接計(jì)算過來的。
適用性：這種方法能保證一定的精度，但不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量。常見的應(yīng)用有水渦流測功機(jī)、電渦流測功機(jī)。
傳遞法
傳遞扭矩時(shí)彈性元件的物理參數(shù)會(huì)發(fā)生某種程度的變化，利用這種變化與扭矩的對應(yīng)關(guān)系來測量扭矩的方法被稱為傳遞法。按照不同的物理參數(shù)，可將傳遞法進(jìn)一步劃分為磁彈性式、應(yīng)變式、振弦式，光電式、磁電式、電容式、光纖式、無線聲表面波式、磁敏式、激光多普勒式、軟測量式、激光衍射式等多種扭矩測量方法。目前，國內(nèi)外扭矩測量所應(yīng)用的方法絕大多數(shù)是傳遞法。通俗一點(diǎn)來說就是根據(jù)彈性軸在傳遞扭矩時(shí)，所產(chǎn)生的物理參數(shù)的變化，從而測量扭矩的方法。
