由于實際的齒輪存在齒形誤差,所以即使軸系無扭振,也會導(dǎo)致每個齒形對應(yīng)的矩形脈沖寬度不同。當(dāng)機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時,軸系無扭振,如果齒輪齒形完全相同時,則與每個齒對應(yīng)的矩形脈沖寬度都相同,即為軸系轉(zhuǎn)動周期除以齒數(shù)。為了消除齒形誤差影響,首先測定無扭振時各齒形對應(yīng)的矩形脈沖寬度,并以此作為每個齒形的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。這樣,在以后的測量中把各齒對應(yīng)的矩形脈沖寬度與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,得到脈沖寬度變化值,經(jīng)過換算得到扭振角位移。為了準(zhǔn)確記錄每個齒的位置,在軸系上安裝一個鍵相傳感器,以鍵相傳感器信號作為參考起點。

 扭轉(zhuǎn)振動，簡稱為扭振，不同于我們所說的常規(guī)振動。除了常規(guī)的振動之外，扭振是結(jié)構(gòu)動力學(xué)行為的另一種表現(xiàn)形式，通常與其他振動荷載同時出現(xiàn)，也就是說結(jié)構(gòu)發(fā)生振動時，除了常規(guī)的振動之外，還有可能存在扭轉(zhuǎn)振動。再將矩形脈沖波輸入到單片機(jī)的高速輸入部件(HSI),采用測周法測量每個脈沖的時間寬度。扭振會引起結(jié)構(gòu)疲勞，同時也會引起振動、噪聲、舒適性等方面問題。對于自由的剛體而言，共有6個自由度，即三個平動自由度和三個轉(zhuǎn)動自由度。因此，我們可以把運(yùn)動自由度分為平動與轉(zhuǎn)動兩類。如果用牛頓第二定律來描述，那么，平動對應(yīng)的是三個加速度，轉(zhuǎn)動對應(yīng)的是三個角加速度。平動對應(yīng)的載荷是力，轉(zhuǎn)動對應(yīng)的載荷是力矩。

非接觸測量可以滿足對于扭矩測量的眾多需求:

1)長期不間斷、高可靠性扭矩測量。有線傳輸是使用集電裝置(如滑環(huán)和電刷等)將傳動軸上的電信號引出送給固定的測量儀器，經(jīng)放大后顯示或記錄。一般性扭矩傳感器一旦失效,不僅會造成扭矩傳感器自身的損壞,更嚴(yán)重的是會造成被測量設(shè)備的重大機(jī)械損壞。例如:應(yīng)變式扭矩測量裝置中應(yīng)變計的引線需要靠滑環(huán)(見圖1)引出,長時間工作后,滑環(huán)極易發(fā)熱老化,甚至斷裂脫落,所以出于可靠性的考慮,該方案多用于低速旋轉(zhuǎn)軸的短期扭矩測量。如果選擇非接觸式扭矩傳感器測量扭矩,它與旋轉(zhuǎn)軸沒有力的相互作用,工作過程中不受軸向負(fù)載和彎曲載荷,所以零件損耗小,工作壽命長,可以實現(xiàn)長期不間斷、可靠性測量扭矩。

2)高動態(tài)性精磚扭矩測量。這類扭振通過動力傳動系統(tǒng)其他部件，如變速箱、帶系和鏈系等進(jìn)行傳遞或進(jìn)一步放大，即使在傳動鏈的下游，如傳動軸和輪上都可能出現(xiàn)額外的扭振。傳感器自身的轉(zhuǎn)動慣量是影響扭矩測量精度和動態(tài)性的重要問題,因為傳感器是有重量的,安裝在旋轉(zhuǎn)軸上后就相當(dāng)于增加了一個“額外質(zhì)量”,這一質(zhì)量在旋轉(zhuǎn)軸較輕或者轉(zhuǎn)速較慢的情況下是不能忽略的,那便會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速明顯下降,測量得到的扭矩大小將受到嚴(yán)重影響。如果采用非接觸式扭矩測量,傳感器對旋轉(zhuǎn)軸無附加外力,這可以從根本上提高測量的動態(tài)性和精準(zhǔn)性,同時有助于提高系統(tǒng)的分辨率。

3)準(zhǔn)確控制被測裝置。有的是將機(jī)械量的變化變換為電動勢、電荷的變化，有的是將機(jī)械振動量的變化變換為電阻、電感等電參量的變化。因為一般性扭矩測量裝置的體積大,并且要與旋轉(zhuǎn)軸直接接觸,所以存在著一個不可避免的問題,即由于安裝位置不當(dāng),或者接觸測量時產(chǎn)生的干擾力或扭矩而改變旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動狀態(tài),這類干擾是隨機(jī)的,很難評估和定量,而扭矩測量往往又是作為控制單元的反饋信號。這樣就會直接導(dǎo)致控制的準(zhǔn)確性難以保證。采取非接觸式扭矩測量,從源頭上消除傳感器施加在旋轉(zhuǎn)軸上的附加力,末端控制的高準(zhǔn)確性才有可能實現(xiàn)。