گشتاورسنج یا ترکمتر مفهوم وکاربرد آن در صنعت

گشتاورسنج یا ترکمتر مفهوم وکاربرد آن در صنعت

مفهوم
گشتاورسنج

همانطور که میدانید گشتاور یا ( Turaqe ) عبارت است از حاصلضرب برداری نیروی وارد بر یك جسم از نقطه اثر نیرو تا نقطه ای كه جسم بر اثر همین نیرو دوران می كند.گشتاور به معنای نیروی لازم برای گرداندن یك جسم است.گشتاور تولید شده توسط یك موتور توان رانشی یا كششی را برای گرداندن چرخها به وجود می آورد. برای مثال هنگامی كه می خواهید پیچی را با یك آچار بچرخانید نیروی لازم برای گرداندن آنرا گشتاور می گویند.در این حالت گشتاور برابر است با مقدار نیروی لازم ضربدر فاصله مركز پیچ تا مكانی كه نیرو به آچار اعمال می شود.واحد های گشتاور عبارتند از نیوتن بر متر و كیلوگرم بر سانتی متر و فوت بر پوند. معادله گشتاور T=R*N است که :T گشتاور (TORQUE) و :Rشعاع و :Nنیروی اعمال شده، بنابر این هرگاه بخواهیم گشتاور را افزایش دهیم یا آچار بلندتری انتخاب می كنم یا نیروی اعمال شده به آنرا افزایش می دهیم.

میزان گشتاور به وجود آمده با حس کردن انحراف حقیقی محور ایجاد شده توسط یک نیروی پیچشی یا با آشکار کردن آثار این انحراف اندازه گیری می‌شود. سطح یک محور تحت گشتاور دچار تراکم و کشش می‌شود. برای اندازه گیری گشتاور، معمولا عنا صر استرین گیج به صورت جفت روی محور نصب شده‌اند. یک گیج افزایش در طول را اندازه می‌گیرد (در جهتی که سطح تحت کشش است) و گیج د یگر کاهش طول را در جهت دیگر اندازه می‌گیرد. حسگرهای گشتاور اولیه، از ساختارهای مکانیکی مناسب با استرین گیج‌ها تشکیل شدند. هزینهٔ بالا وقابلیت اطمینان کم آنها باعث شده که مورد پذیرش صنعتی قرار نگیرند. اگر چه تکنولوژی مدرن هزینهٔ ساخت حسگرهای گشتاور را کم کرده‌است، با این وجود کنترل کیفیت روی محصول، نیاز به اندازه گیری دقیق گشتاور را افزایش داده‌است.

پیکر بندی‌های حسگری گشتاورسنج

گشتاور می‌تواند با چرخش استرین گیج‌ها ویا حسگرهای magnetoelastic و magnetostrictive اندازه گیری شود که همه به دما حساس هستند. با تغییرات گشتاور، ضریب نفوذ پذیری مغناطیسی برای میله تغییر میکند که می‌توان آن را توسط یکmagnetostrictive sensor اندازه گیری کرد. ، وقتی میله بدون بار است ضریب نفوذپذیری آن در همه جا یکنواخت است. اما تحت گشتاور تعداد خطوط میدان مغناطیسی و به تناسب گشتاور ضریب نفوذپذیری تغییر می‌کند. این نوع حسگر از دو سیم پیچ اولیه و دو سیم پیچ ثانویه که در یک سمت میله قرار داده می‌شوند، ساخته شده‌است. حسگر گشتاور magnetoelastic، تغییرات نفوذپذیری خود را با اندازه گیری تغییرات در میدان مغناطیسی خود، اندازه گیری می‌کند. این نوع حسگر از یک میله باریک فولادی تشکیل شده که محکم به میله چرخان کوپل شده‌است . این ترکیب به عنوان یک آهنربای ثابت که شدت میدان مغناطیسی اش با گشتاور اعمال شده به میله‌ متناسب است، عمل می‌کند. این میله باریک میان موتور و بار قرار داده می‌شود. یک حسگر مغناطیسی میدان تولید شده را به یک سیگنال الکتریکی خروجی تبدیل می‌کند که با گشتاور اعمال شده متناوب می‌باشد.

می‌توان با حسگرهای دیگری از جمله حسگرهای نوری، القایی، خازنی و پتانسیومتری ، جابجایی‌های ناشی از گشتاور را اندازه گرفت. برای مثال یک گشتاور سنج از نوع خازنی کارکرکردش به این شکل است که با تغییر گشتاور فاصله بین دو صفحه تغییر می‌کند و ظرفیت خازنی آن‌ها عوض می‌شود. حسگر مقدار گشتاور را با اندازه گرفتن این تغییر خازنی اندازه می‌گیرد.

کاربردهای گشتاورسنج

کاربردهای موجود برای حسگر گشتاور شامل تعیین ا ندازهٔ توان یک موتور غیر الکتریکی یا الکتریکی، توربین یا دستگاه‌های چرخندهٔ دیگراست. در حال حاضر در دنیای صنعتی، مشخصه‌های کنترل کیفیت به شرکت‌هایی برای اندازه گیری گشتاور در زمان تولید، به خصوص زمانیکه اتصالات به کار رفته شده، نیازمند هستند. اندازه گیری گشتاور مورد نیاز به صورت اتوماتیک روی ماشین‌های پیچ ومونتاژ قرار داده شده ونیز می‌توانند به ابزارهای دستی اضافه شوند. در هر دو مورد، اطلاعات جمع آوری شده می‌تواند روی databloggerها برای کنترل کیفیت انباشته شده و نتایج گزارش داده می‌شود. کاربردها ی صنعتی دیگرحسگرهای گشتاور شامل اندازه گیری نرخ برداشت براده، کالیبره کردن ابزارهای گشتاور، اندازه گیری نیروهای سایش، آزمایش کردن فنرها و اندازه گیری‌های بیودینامیک می‌شود