扭矩是使物體發生轉動的力。發動機的扭矩就是指發動機從曲軸端輸出的力矩。在功率固定的條件下它與發動機轉速成反比關系，轉速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽車在一定范圍內的負載能力。

一、定義

　　扭矩（Torque，也稱為轉矩）在物理學中就是力矩的大小，等于力和力臂的乘積，國際單位是牛米Nm，此外還可以看見kgm、lb-ft這樣的扭矩單位，由于G=mg，當g=9.8的時候，1kg的重量為9.8N，所以1kgm=9.8Nm，而磅尺lb-ft則是英制的扭矩單位，1lb=0.4536kg;1ft=0.3048m，可以算出1lb-ft=0.13826kgm。

二、原理

　　扭矩和功率一樣，是汽車發動機的主要指數之一，它反映在汽車性能上，包括加速度、爬坡能力等。它的準確定義是：活塞在汽缸里的往復運動，往復一次就會做一定的功，它的國際標準單位是焦耳（J）。在每個單位距離所做的功就是扭矩了。通俗點講，扭矩是衡量一個汽車發動機好壞的重要標準，一輛車扭矩的大小與發動機的功率成正比。

　　在某些場合能真正反映出汽車的“本色”，例如啟動時或在山區行駛時，扭矩越高汽車運行的反應便越好。以同類型發動機轎車做比較，扭矩輸出愈大承載量愈大，加速性能愈好，爬坡力愈強，換擋次數愈少，對汽車的磨損也會相對減少。尤其在轎車零速啟動時，更顯示出扭矩高者提升速度快的優越性。

三、計算

　　驅動力=扭矩×變速箱齒比×最終齒輪比×機械效率÷輪胎半徑（單位：米）。

　　小結：1kgm=9.8Nm，1lb-ft=0.13826kgm，1lb-ft=1.355Nm。

　　在排量一定的情況下，缸徑小，行程長的汽缸較注重扭矩的發揮，轉速都不會太高，適用于需要大載荷的車輛。而缸徑大，行程短的汽缸較注重功率的輸出，轉速通常較高，適用于快跑的車輛。簡單來說：功率正比于扭矩×轉速。

　　為什么引擎的功率能由扭矩計算出來？

　　功率P=功W÷時間t

　　功W=力F×距離s

　　所以，P=F×s/t=F×速度v

　　這里的v是線速度，而在引擎里，曲軸的線速度=曲軸的角速度ω×曲軸半徑r，代入上式得：功率P=力F×半徑r×角速度ω；而力F×半徑r=扭矩

　　得出：功率P=扭矩×角速度ω所以引擎的功率能從扭矩和轉速中算出來

　　角速度的單位是弧度/秒，在弧度制中一個π代表180度。

四、測量

　　在運轉中，軸之間功率的傳遞是在一定轉速下通過軸上所受的扭矩來傳遞的（有些情況下軸是處于靜止狀態下受扭的）。

　　傳統測量扭矩的方法一般是將傳遞的扭矩和轉速同時測量，此兩項參數的乘積即為該軸傳遞的功率。而扭矩測量儀表按其工作原理可分為三大類：

　　第一類是根據牛頓第三定律作用力與反作用力相等的原理設計的，該方法有一定的局限性，只能測靜態力矩，采用這種方案的扭矩測量案例有：扭力扳手、靜態扭矩實驗測量裝置等；

　　第二類是利用扭力軸受扭要產生一定扭轉角或應變的原理設計的，并可通過直接測量扭轉角或應變的大小來確定扭矩的大小，已有的測轉角測扭矩的方案有：電磁式測轉交測扭矩、光電式測轉角測扭矩、激光式測轉角測扭矩、電容式測轉角測扭矩等；

　　第三類是測應變測扭矩，該方案首先測量旋轉軸表面的應力應變值，再將測量值代入相應的力學公式這算，最終獲得旋轉軸上承受的扭矩大小。例如：聲表面波傳感器、逆磁致伸縮材料傳感器、壓電式扭矩傳感器等。

　　對于電機扭矩的測量，一般采用機械式扭矩儀的測量方法，此方法存在如下缺陷：

　　1. 需要專用的聯接工裝，電機不同或扭矩傳感器不同都可能導致需要重新制作聯接工裝；

　　2. 安裝不當會加大扭矩測量誤差甚至損壞扭矩傳感器；

　　3. 扭矩傳感器的扭矩和轉速測量范圍較窄，過大的扭矩，過高的轉速可能導致扭矩傳感器損壞，而過小的扭矩和過低的轉速又會導致測量不準確；

　　4. 某些風機、水泵與電機采取固定連接，由于電機和風機、水泵的轉軸不能分離，無法安裝傳統扭矩傳感器。

　　針對目前電機扭矩測量的這些缺陷，湖南銀河電氣有限公司推出一款新型的電機系統軸功率測量儀器——TN4000電子式扭矩儀。該扭矩儀改變了傳統的扭矩測量方法，通過測量電機輸入點參量及轉速等相關參數計算出電機的輸出軸功率，再根據電機軸功率和轉速計算出電機的扭矩。TN4000電子式扭矩儀具有如下特點：

　　1、使用便捷

　　用戶無需花費大量資金來購買各種不同型號的扭矩傳感器及聯軸器以滿足不同型號電機的試驗需要，也無需花費大量時間和人力來安裝、耦合扭矩傳感器。

　　2、寬范圍測量

　　TN4000電子式扭矩儀采用寬測量范圍的SP系列變頻功率傳感器測量電機電參量、采用寬范圍的DM系列頻率測試子站測量轉速，一臺電子式扭矩儀可實現0.005%~100%額定軸功率的準確測量，對于大多數電機系統的檢試驗實驗室，只需按照最大電機功率配置一臺電子式扭矩儀即可實現所有型號電機的扭矩測試。

　　3、多參量測量

　　測量電機輸出扭矩、轉速的同時，還可通過DM系列分布式電量測量子站、SP系列變頻功率傳感器測量電機的電壓、電流、頻率、功率、諧波等輸入電參量，通過DM4022轉速測量子站及DM4032溫度測量子站測量電機轉速、運行溫度等其它參量，采用同一套裝置可同時實現電機和電機系統的試驗。

TN4000電子式扭矩儀

五、應用

　　TN4000電子式扭矩儀主要應用場合包含：不能或不易安裝傳統扭矩傳感器的電機或電機系統試驗、風機、水泵型式試驗和出廠試驗、風機、水泵等電機系統實時運行能效監測。其典型應用原理框圖示意如下所示：

TN4000電子式扭矩儀應用原理框圖

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