トルクの計測について

質問

トルクメーターでトルクを計測する場合、
誤差の生じる原因はどういったところに
あるのでしょうか？
トルクメーターの原理とともに教えてもらえると
助かります。
よろしくお願いします。

回答No.1

GTAC · ベストアンサー

回答がないようですのでヒントだけですが回答します。トルクの概念に立ち返って考えると分かると思います。

トルクは円周方向にかかる力の強さ（モーメント）です。したがってモーメント（腕の長さと先端での力）を測定すればよいことになります。ただし回転中の物体の瞬時値をはかるひつようがあります。
具体的には原動機（エンジンやモーター）の軸端で発生するようなトルクを測定する場合には直接測定する方法と間接的に求める方法とがあります。

直接法１
軸にストレインゲージなどを貼って歪を測定し、軸表面の力を求める。
この場合、歪と力との関係はヤング率など物性値を用いて計算しますからその精度に依存しますが、軸力計がつけられない場合には簡易な方法です。

直接法２
軸力計を用いて測る。軸力計は固定部と回転部との間の摩擦力を用いて測定するので摩擦損失が出ます。

間接法１
力学の式から計算する方法です。
トルクTは回転速度ωの変化、入力したエネルギーP、軸系の慣性モーメントJからΔT=Jｄω／ｄｔで計算されます。P＝T・ｔ＝VI（直流電動機なら電流ｘ電圧）

電力は正確に計算できますので電気系であれば誤差は速度測定、電力測定、慣性モーメントの測定に依存します。エンジンの機械的な入力の変化の測定は容易ではありません。
工業用のモーター制御ではこの方法が最も多く用いられています。

間接法２
直流分巻モーターの場合、トルクは電機子電流と比例しますから、モーターの電流を測定すればトルクが求まります。間接法１の変形です。電車の運転席の電流計を眺めていると、加速時にプラス、減速時にマイナスとなっていますが、これは加減速トルクを表示しているものです。

回答No.2

foobar

ご質問の　トルクメータ　は、一見発電機のように見える（で、固定子がフリーになっている）タイプでしょうか？
これなら、＃１の直接法２で挙げられている軸力計（の一種）かと。

もし、のタイプなら、、

測定原理
1.駆動軸につないだ発電機の固定子をフリーにする
2.発電機が発電したときに固定子には軸トルクと同じだけの反力がかかる
3.この反力を固定子から出したアーム+荷重計で測定する

誤差要因
1.軸受けなどの機械損失による誤差
2.固定子が所定の角度になっていないことによる測定誤差
3.荷重計の測定誤差

あたりが挙げられるかと思います。

＃１さんの回答に追加
間接法３
駆動軸に発電機をつないで、発電機の電気出力を測定。
電気出力に機械損失を補正して、定常軸トルクを算定
というのも、時々使われるかと思います。

お礼

おふたりともありがとうございました。