维普资讯 http://www.cqvip.com ‘４０。（上海计量测试）２００２年２９卷第三期 扭矩专业基础知识问答 上海市计量测试技术研究院 瞿潮庆 １．什么叫转动力矩？ １３．什么叫能量转换法？ 答：使物体转动的力偶或力矩称为转动力矩，简称转矩。 答：能量转换法就是根据其它能量参数测量机械能参数 ２．什么叫扭转力矩或扭矩？ 答：任何元件在转矩的作用下，必定产生某种程度的扭 转变形，习惯上称为扭转力矩，简称扭矩。 ３．扭矩是什么参数？ 答：扭矩是各种机械的最重要的特征参数之一，也是各 种机械试验过程中必须测量的一项参数。 ４．扭矩公式中正负号规定是怎样的？ 答：扭矩公式中正负号规定如下：使物体逆时针方向转 动的扭矩为正，反之为负。 ５．在国际单位制（ｓＩ）中，扭矩的计量单位是什么，符号 又是怎样？ 答：在国际单位制（ｓＩ）中，力的计量单位是牛顿，长度的 计量单位是米，所以扭矩的计量单位是牛顿・米，符号为Ｎ・ ｍｏ ６．如果在机器元件上同时作用着几个力偶和力矩，则 总的扭矩将是如何？ 答：如果在机器元件上同时作用着几个力偶和力矩，则 总的扭矩将是各力偶和力矩之和。 ７．按照时间历程的特点，扭矩可以分为哪两类？ 答：按照时间历程的特点，扭矩可以分为静态扭矩和动 态扭矩两类。 ８．什么叫静态扭矩？它包含哪些方面？ 答：静态扭矩，指扭矩值不随时间变化或随时间变化很 小和很缓慢的扭矩，它包含了静止扭矩，恒定扭矩，缓变扭矩 及微脉动扭矩。静态扭矩可以用静态扭矩测量仪测定。 ９．什么叫动态扭矩？它包括哪些方面？ 答：动态扭矩是指扭矩值随时间变化很大和很迅猛的扭 矩，它包括振动扭矩，过渡扭矩及随机扭矩等三种。 １０．测量扭矩的方法，按照基本原理可以分为哪几类？ 答：测量扭矩的方法，按照基本原理可以分为传递法，平 衡力法及能量转换法三类。 １１．什么叫传递法？ 答：传递法，根据弹性元件在传递扭矩时所产生的物理 参数的变化而测量扭矩的方法。这里的物理参数可以是弹 性元件的变形，应力及应变，最常用于测量扭矩的弹性元件 是扭轴。 １２．什么叫平衡力法？ 答：平衡力法就是测量机体上的平衡力矩以确定机器主 轴上作用扭矩大小的方法。 及扭矩的方法。在能量转换法中，扭矩测量通常为间接测 量。 １４．传递类扭矩测量仪器如何分类？其主要特点是什 么？ 答：传递类扭矩测量仪器中，又可根据所应用的扭矩测 量传感器弹性元件的物理参数，分为①变形型；②应力型；③ 应变型等三种；根据转矩信号的传输方式不同，又可分为接 触式和非接触式两种。接触式又分为机械式、液压式、气动 式，接触导电滑环等等，非接触式分为光波式、磁场式、电场 式，无线电波式，放射线式及微波式等多种。其主要特点是 小巧轻便，它可以串接到机器的传动系中去测量扭矩。测试 时对机器的结构不改变，也不需要移动机器的部件，这样，既 便于现场测试，又使测量结果能更真实地反映机械的实际工 作情况。 １５．平衡力类扭矩测量装置如何分类？其主要特点是 什么？ 答：平衡力类扭矩测量装置通常按照安装在平衡支架上 的机种分类，装电机的叫电力测功机；装水力制动器的叫水 力测功机；装电涡流制动器的叫电涡流测功机，还有装空气， 磁粉等一些测功机。其主要特点是机构比较庞大，价格比较 昂贵，由于它本身惯性较大，不能测量动态扭矩。但它本身 就是一台原动机或制动器，无需另配原动机械或加载机械， 在有些场合下使用还是十分经济的。 １６．扭矩测量仪器的主要性能指标包括哪些？ 答：扭矩测量仪器的主要性能指标：量程范围、准确度等 级、灵敏阈、工作寿命和环境条件适应性等。 １７．什么叫量程范围？ 答：量程范围：指扭矩测量仪器可以测量的扭矩值的范 围。 １８．如何选择正确的扭矩测量仪器？ 答：在测量前，必须对被测扭矩值有个初步估计，以便选 择适当量程的仪器，或先用准确度等级较差的大量程仪器先 测一下大概值，然后再用高准确度等级及量程恰当的仪器测 量。 １９．什么叫准确度等级？如何正确选择？ 答：准确度等级是指仪器指示法与被测实际值的符合程 度。测量误差愈小，测量准确度等级就愈高。为了有较高的 测量准确度，被测扭矩值一般接近扭矩测量仪器的额定量程 的８０％右左为好。 维普资讯 http://www.cqvip.com ｌ ｊ ２０．什么叫灵敏阈？如何评价？ 答：灵敏阈是使转矩测量仪器指示值产生可觉察变化的 最小转矩变化量。灵敏阈的数值愈小愈好，其值的大小常取 决于测量系统中的间隙，干摩擦及材料性能等因素，一般要 求相对灵敏阈的数值小于仪器的准确度等级的１／５～１／１０。 ２１．按照扭矩计量器具检定系统表来划分，可以分成哪 几类？ 答：按照计量器具检定系统表来划分，可以分成扭矩计 量基准器具、扭矩计量标准器具，扭矩工作计量器具等３大 类。 ２２．扭矩计量标准器具包括哪几类。 答：扭矩计量标准器具，包括标准扭矩仪，扭矩标准机和 标准扭矩扳子检定装置三大类。 ２３．标准扭矩仪如何分类，准确度等级如何划分？ 答：标准扭矩仪，按准确度等级分，用于基准扭矩值与标 准扭矩值之间传递的标准扭矩仪和用于标准扭矩值与工作 计量器具扭矩值之间的标准扭矩仪，前者分为０．０３级，０．０５ 级和０．１级三级，后者分为０．３级、０．５级和１级三级。 ２４．什么叫扭矩标准机？ 答：扭矩标准机是用于产生标准扭矩值的固定式机器。 ２５．标准扭矩扳子检定装置包含哪些结构型式？ 答：标准扭矩扳子检定装置，其结构型式静重式、机械 式、液压式和串接式等。 ２６．扭矩工作计量器具包括哪些内容？ 答：扭矩工作计量器具包括扭矩试验机、扭矩扳子、工作 扭矩仪、平衡类扭矩测量装置和能量转换扭矩测量装置等。 ２７．扭转试验机的主要用途是什么？ 答：扭转试验机，主要用于各种金属或非金属材料的扭 转性能试验。可用０．３级以上的标准扭矩仪检定。 ２８．扭矩计检定时，一般不应少于几点？ 答：扭矩计检定时，定度点应尽量均匀分布，一般不应少 于８点。 ２９．什么叫扭矩扳子？ 答：扭矩扳子就是一种带有扭矩测量结构的扳子。 ３０．指针式扭矩扳子指示装置的指针宽度应与标尺标 记的宽度近似相等，应不大于标尺间距多少？ 答：应不大于标尺间距的１／５。 ３１．新制造、改装和修理后的扭矩仪，需进行两次检定， 两次间隔时间为多少？ 答：三个月。 ３２．扭矩扳子如何分类？ 答：根据不同的测量原理，它可分为指示式和定值式两 种，指示式又可分为指针式和数字式，定值式又可分为机械 定值式和电子定值式。 ３３．标准扭矩仪用什么检定，重点考核哪些指标？ 答：标准扭矩仪的检定。根据准确度等级的不同，可用 扭矩国家基准或扭矩标准机进行检定，重点考核其重复性和 稳定性两个指标。 ＜上海计量测试）２００２年２９卷第三期‘４ｌ‘ ３４．标准扭矩扳子检定装置用什么检定？ 答：标准扭矩扳子检定装置的检定，可以用扭矩标准机 进行检定，也可以用检定杠杆和力值砝码进行检定。 ３５．扭矩试验机用什么检定？ 答：扭矩试验机用标准扭矩仪进行检定，以确定其扭矩 值的重复性和示值误差，也可用随机所带的校验杠杆和砝码 进行部件检定。 ３６．扭矩试验机的检定过程中，对指针跟随时间的检 查，用秒表计时观测指针走满程的时间，应不超过多少时间？ 答：７秒。 ３７．工作扭矩仪用什么检定？ 答：工作扭矩仪应根据量程和准确度的需要，选择相应 的扭矩标准机进行检定以确定其扭矩法的重复性和稳定性。 ３８．标准扭矩计的定度一般应从额定负荷的多少开始 至额定负荷？ 答：标准扭矩计的定度一般应从额定负荷的２０％开始 至额定负荷。 ３９．什么叫平衡类转矩装置？ 答：平衡类转矩测量装置是根据驱动机械或制动机械机 体上作用的平衡力矩的大小来测量转矩的装置。 ４０．转矩转速测量装置的起始检定周期为多长时间？ 答：三个月。 ４１．一根粗细均匀的铁丝用绳悬挂，绳的下端系于０ 点，如图铁丝平衡，若将一端折为全长１／４，则铁丝向什么方 向旋转？ ｌ０ ｏ ａ ｂ 答：向逆时针方向转动。 ４２．扭矩扳子扭矩值的示值相对误差和示值重复性误 差应符合下表的要求： 准确度等级 示值相对误差 示值重复性 每个标尺的 ｅ（％） ｒ（％） 分度数不小于 １ ±１．０ １．０ ２ｏｏ ２ ±２．０ ２．０ １ｏｏ ３ ±３．０ ３．０ ６５ ５ ±５．０ ５．０ ４０ １０ ±１０．０ １０．０ ２０ ４３．扭矩扳子检定仪的准确度等级应满足下表： 准确度级别 示值相对 示值重复 回零误差 零点漂移 误差（％） 性（％） （％ＦＳ） （％ＦＳ） ０．３ ±０．３ ０．３ ±０．０３ ±０．０５ ０．５ ±０．５ ０．５ ±０．０５ ±０．１０ １．０ ±１．０ １．０ ±０．１０ ±０．２０ ２．０ ±２．０ ２．０ ±０．２０ ±０．５０ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・４２‘（上海计￣）２００２年２９卷第三期 ４４．转矩转速测量装置中的传感器安全过载能力不低 于额定转矩多少倍？ 答：不低于１２０％的额定转矩。 ４５．转矩转速转感器及测量仪的技术指标与准确度级 别如下表： 准确度级别 ０．１ ０．２ ０．５ １．０ 转矩测量误差ｗ （％ＦＳ） ±０．１０ ±０．２０ ±０．５０ ±１．０ 转矩扩展不确定度Ｏｒ（％ＦＳ） ０．１０ ０．２０ ０．５０ １．０ 转速测量误差Ｗｎ（％ＦＳ） ±０．１０ ±０．２０ ±０．５０ ±１．０ 转速扩展不确定度Ｕｎ（％ＦＳ） ０．１０ ０．２０ ０．５０ １．０ 技 零点漂移Ｚｄ（％ＦＳ） ±０．０２ ±０．０４ ±０．１０ ±０．２（ 术 回零差Ｚｒ（％ＦＳ） ０．０１ ０．０２ ０．０５ ０．１（ 转矩灵敏阈ＳＴ（％ＦＳ） ０．０２ ０．０４ ０．１０ ０．２（ 指 套筒同轴度引起转矩 标 的变化量Ｔｃ（％ＦＳ） ０．１０ ０．２０ ０．３０ ０．５（ 转轴同轴度引起转矩 的变化量Ｔ。（％ＦＳ） Ｏ．１Ｏ Ｏ．２Ｏ Ｏ．３Ｏ Ｏ．５（ 转速变化引起转矩的 变化量Ｚ０．ｎ（％ＦＳ） １０ ０．２０ ０．３０ ０．５（ ４６．扭矩扳子检定仪检定过程中所用的杠杆和力值砝 码的技术要求如下表所示 准确度级别 ０．３ ０．５ １．０ ２．０ 检定杠杆力臂长度误差（％） ±０．０３ ±０．０５ ±０．１０ ±０．２０ 砝码力值误差（％） ±０．０１ ±０．０２ ±０．０５ ±０．１０ ４７．简述转矩转速测量装置的检定条件 答：１．检定环境条件； ａ．室温在（２０±５）℃，相对湿度不大于８０％。 ｂ．室内应清洁明亮，无影响正常工作的振动、冲击和噪 声源，无腐蚀性气、液体，无强电、磁干扰； Ｃ．供电电压（２２０±２２）Ｖ，（３８０±３８）Ｖ。 ２．检定设备 ａ．扭矩标准装置，其测量不确定度应不超过被检转矩 测量不确定度的１／３； ｂ．电子计数式转速标准装置，其测量不确定度应不超 过被检转速测量不确定度的１／３。 ４８．转矩测量装置在空负荷及满负荷的相对灵敏阈应 符合下表： 准确度级别 Ａ Ｂ Ｃ 相对灵敏阈（％） ０．１ ０．２５ ０．５ ４９．在测功机检定过程中，如何考核其分度值？ 答：对于转矩模拟式指示装置的分度值ｄ不得大于按下 式确定的值： ｄ＝Ｍ一・Ｋ 式中：ＭＴ一一标尺的最大转矩值（Ｎ・ｍ） 对于Ａ级Ｋ：１×１０一： 对于Ｂ级Ｋ＝２×１０— ； 对于Ｃ级Ｋ：５×１０— ： ｌ ：ｌ考互Ｉ坌 对于数字式指示装置，其指示器又小的最小数字增量， 不得大于最大转矩值的示值相对误差的１／１０。 ５０．简述测功机灵敏阈的检定过程和计算公式的含义。 答：１．测功机灵敏阈的检定可在检定转矩值时进行。 ２．确定灵敏阅，当测功机处于空负荷和满负荷时，分别 在检定杠杆的砝码吊盘上逐渐施加砝码，直到指示装置的指 针或数字显示有明显变化为止，此时所加砝码的力值乘以力 臂长度，即为该机的灵敏阈。 ３．测功机空负荷及满负荷的相对灵敏阅Ｓ按下式计 算： ｓ： Ｘ ×１００％ Ｊ ｈｔ 式中：△』 一灵敏阈，即被测转矩值的增量（Ｎ・ｍ） Ｌ一被检量程的最大转矩值或测量范围上限转矩值（Ｎ・ｍ） ５１．新制造、改装和修理后的测功机，应能满足相应测 功机技术条件的要求，如下表： 转矩准确度 转速准确度 准确度 级别 引用误差 示值重复 示值回程 基本误差 示值重复 ｗ（％） 性Ｒ（％） 差ｈ（％） ８（％） 性ｂ（％） Ａ ±０．２ ０．２ ０．２ ±Ｏ．１ Ｏ．１ Ｂ ±０．５ ０．５ ０．５ ±０．２ ０．２ Ｃ ±１．０ １．０ １．０ ±０．５ ０．５ ５２．新制造和修理后的测功机应在５０％的额定转速下 空运转多长时间后，其各部件应仍处于正常工作状态，不得 有异常的声响，电刷上下不得产生异常火花等？ 答：（１０－１５）ｍｉｎ。 ５３．测功机检定过程中所用的杠杆和砝码的技术指标 如下表 准确度级别 Ａ Ｂ Ｃ 检定杠杆（含制动器外壳半径） ±０．０３ ±０．０６ ±０．１ 长度示值误差（％） 砝码示值误差（％） ±０．０２ ±０．０５ ±０．１ ５４．新制造和修理后的测功机在保证良好的冷却条件 下，应能进行一分钟的多大的额定功率过负载试验，试验后 各部件均能保持正常？ 答：超过额定功率１０５％。 ５５．在每个工位上，需要测量某个紧固螺栓的扭矩值， 要求扭矩值范围在８０Ｎ・ｍ＿４－２Ｎ・ｍ，请问应使用准确度等级 为多少，量程范围为多少的扭矩扳子？ 答：根据被测扭矩值要求，可以选择１００Ｎ・ｍ扭矩扳子， 准确度等级计算如下 准确度等级 １ ２ ５ ８（７９．２—８０．８） （７８．４—８１．６） （７６．０—８０．４） ０Ｎ・ｍ Ｎ－ｍ Ｎ－ｍ Ｎ・ｍ 维普资讯 http://www.cqvip.com ｌ ；ｌｉｌ筌 从上表可以判断如下，由于要求扭矩值范围在８０Ｎ・ｒｎ ±２Ｎ・ｒｎ，实际满足要求的只有１级。因此，应选择准确度等 级为１级、量程范围为１００Ｎ・ｒｎ的扭矩扳子。 上母计量测１￣）２００２牛２９巷弟二删．实测值Ｎ・ｍ 第一次 １０．０ ２０．０ ３０．０ ４０．０ ５０．０ １０．０７ ２０．０８ ３０．２８ ４０．２５ ５０．１８ ６０．１６ ７０．１６ ８０．１４ ９０．１３ １００．１２ ‘斗 ‘ 标准扭矩值Ｎ・ｍ 第二次 １０．０８ ２０．０７ ３０．２５ ４０．１７ ５０．１６ ６０．１５ ７０．１３ ８０．１２ ９０．１２ １００．１２ 第三次 １０．１５ ２０．１０ ３０．２４ ４０．１５ ５０．１３ ６０．１２ ７０．１０ ８０．１０ ９０．Ｏ８ １０ｏ．０８ ５６．有一把指针式扭矩扳子最大量程为１０Ｎ・ｒｎ，准确度 等级为５级，问该扭矩扳子的最小分度值为多少？ 答：该扭矩扳子的最小分度值为ｄ＝１０／４０＝０．２５Ｎ・ｒｎ。 ５７．对某种规格的扭矩扳子进行了检定，其数据如下 实测值Ｎ・ｍ 标称值Ｎ・ｍ ２ ４ ６ 第一次 ２．１０ ４．２０ ６．３０ 第二次 ２．００ ４．１０ ６．２０ 第三次 ２．１０ ４．２０ ６．２０ ６０．０ ７０．０ ８０．０ ９０．０ １００．０ ８ １０ ８．４０ １０．５０ ８．３０ １０．４０ ８．３０ １０．４０ 答 标准扭矩值 Ｎ・ｍ １０．０ 请计算其示值误差和重复性误差为多少，并说明其准确 度等级。 答： 标称值 Ｎ・ｍ ２ ４ ６ ８ １０ 实测值Ｎ・ｍ 第一次 第二次 第三次 １０．０７ ２０．０８ ３０．２８ ４０．２５ ５０．１８ ６０．１６ ７０．１６ ８０．１４ ９０．１３ １０．０８ ２０．０７ ３０．２５ ４０．１７ ５０．１６ ６０．１５ ７０．１３ ８０．１２ ９０．１２ １０ １５ ２０．１０ ３０．２４ ４０．１５ ５０．１３ ６０．１２ ７０．１０ ８０．１０ ９０．０８ 示值误差 重复性 ％ １．０ ０．４ ０．９ ０．５ ０．３ ０．２ ０．２ ０．２ ０．１ ０．１ 误差％ ０．８ ０．１ ０．１ ０．２ ０．１ ０．１ ０．１ ０．０ ０．１ ０．０ 实测值Ｎ・ｍ 第一次 ２．１０ ４．２０ ６．３０ ８．４０ １０．５０ 示值误差 重复性 第三次 ２．１０ ４．２０ ６．２０ ８．３０ １０．４０ ２０．０ ３０．０ ４０．０ ５０．０ ６０．０ ７０．０ ８０．０ ９０．０ 第二次 ２．０ｏ ４．１０ ６．２０ ８．３０ １０．４０ ％ ０．０ —４．８ —３．３ —３．６ —３．８ 误差％ ３．５ ２．４ １．７ １．２ １．０ 根据计算得出，该扭矩扳子满足５级要求。 ５８．对标准扭矩扳子检定装置进行了检定，得到如下数 １０ｏ．０ １００．１２ １００．１２ １０ｏ．０８ 据，请计算其示值误差和重复性误差，并确定其准确度等级 为多少？ 根据计算得出，该标准扭矩扳子检定装置满足１级要求。
