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采用 HBM 高精度hbm的T40MAR 扭矩傳感器對(duì)船舶發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行性能優(yōu)化，可以節(jié)省大量燃料，確保其符合規(guī)范降低排放的要求。

MARPOL 公約要求船舶逐步減少污染物排放，能夠開(kāi)發(fā)結(jié)合各種燃料（如經(jīng)典船用燃料和液化天然氣）的新發(fā)動(dòng)機(jī)，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可以大幅降低廢氣排放，但從一種燃料快速切換到另一種燃料時(shí)，確保不會(huì)喪失功率。此外，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在LNG模式下使用時(shí)，必須可靠地防止爆震，失火或過(guò)載（見(jiàn)圖1）等臨界操作模式（氣缸壓力）。
確保這一點(diǎn)的重要的是負(fù)載信號(hào)的識(shí)別。這適用于經(jīng)典船用燃料和液化天然氣之間的切換，并且不能有任何功率損失，并確保發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)工作點(diǎn)處在jia操作窗口中，且無(wú)需考慮駕駛情況[1]。因此可以顯著降低燃油消耗，提高驅(qū)動(dòng)效率（見(jiàn)圖1）。
為了識(shí)別負(fù)載信號(hào)，需要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩M和角速度ω的測(cè)量來(lái)計(jì)算驅(qū)動(dòng)功率P并將其傳輸?shù)街醒腚娮訂卧小?br />P = ω*M              (1)
只有負(fù)載測(cè)量具有足夠高的精度才能在jia工作窗口中對(duì)這些船舶發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂芠1]。扭矩測(cè)量越，控制越準(zhǔn)確。扭矩可以采用直接或間接測(cè)量方式進(jìn)行。
如何測(cè)量負(fù)載？
間接測(cè)量：傳動(dòng)軸上的間接負(fù)載測(cè)量需要通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)矩相關(guān)參數(shù)并進(jìn)行后續(xù)計(jì)算。 這些扭矩相關(guān)參數(shù)通常采用以下測(cè)定：
1.輸入軸表面的應(yīng)變測(cè)量。 為此，將應(yīng)變計(jì)直接膠合到軸上，然后連接到測(cè)量橋路中。 測(cè)量橋的激勵(lì)電壓和測(cè)量信號(hào)的傳輸都是需要是非接觸式的。
2.測(cè)量軸的扭轉(zhuǎn)角度。

圖2

直接負(fù)載測(cè)量：
直接負(fù)載測(cè)量將扭矩傳感器集成到驅(qū)動(dòng)軸中（見(jiàn)圖2）。 扭矩傳感器已經(jīng)工廠采用校準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)。 傳感器可以方便地安裝，拆卸，更換和重新校準(zhǔn)。

直接負(fù)載測(cè)量將扭矩傳感器集成到驅(qū)動(dòng)軸中（見(jiàn)圖2）。 扭矩傳感器已經(jīng)工廠采用校準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行校準(zhǔn)。 傳感器可以方便地安裝，拆卸，更換和重新校準(zhǔn)。

輸入量	間接: 應(yīng)變片	直接: 扭矩傳感器
楊氏模量	2 … 5%	~ 0%
應(yīng)變系數(shù)	~ 1%	~ 0%
軸規(guī)格	~ 1%	~ 0%
應(yīng)變片定位	1 … 5%	~ 0%
溫度影響	2 … 5%	~ 0,1%
整體	5 … 7% , 不確定性	~ 0,2 … 0,3%, 不確定性

校準(zhǔn)和可追溯性

對(duì)于高扭矩測(cè)量來(lái)說(shuō)，這種物理量的校準(zhǔn)和可追溯性越來(lái)越重要，以確保驅(qū)動(dòng)功率的精度或效率，這對(duì)于滿足船用發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)定至關(guān)重要[2]。 一般來(lái)說(shuō)有三種扭矩校準(zhǔn)方法：

• 杠桿臂系統(tǒng) - 當(dāng)校準(zhǔn)質(zhì)量塊（砝碼）的重力通過(guò)已知長(zhǎng)度的杠桿臂作用在試樣上時(shí)，進(jìn)行的扭矩校準(zhǔn)[4]。
• 扭矩校準(zhǔn)中的第二種技術(shù)，是參考力傳感器[3]替代砝碼來(lái)進(jìn)行。
• 第三個(gè)原理是采用參考扭矩傳感器。

采用參考扭矩傳感器的系統(tǒng)可以使用任何機(jī)構(gòu)來(lái)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，然后用轉(zhuǎn)矩參考傳感器[2] [3]測(cè)量。

圖3：HBM 達(dá)姆施塔特校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中的 400 kN·m 校準(zhǔn)機(jī)

HBM 扭矩校準(zhǔn)機(jī)

根據(jù)校準(zhǔn)參考標(biāo)準(zhǔn)，這種新的校準(zhǔn)機(jī)（見(jiàn)圖3）組合了用于扭矩校準(zhǔn)的兩種方法：杠桿臂質(zhì)量系統(tǒng)和參考扭矩傳感器法。采用專門(mén)用于校準(zhǔn)的 T10FH / 150 kN·m  和T10FH / 400 kN·m 傳感器作為參考傳感器。這兩個(gè)精密參考傳感器，可以實(shí)現(xiàn)0.1％的測(cè)量不確定度。

這是通過(guò)將扭矩傳感器追溯到德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的參考文件進(jìn)行不間斷比較來(lái)完成的。德國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的 1.1 MN·m gao測(cè)量不確定度，由 PTB “扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)”來(lái)進(jìn)行。這臺(tái)新的400 kN·m校準(zhǔn)機(jī)精度可追溯到0.08％ 。

結(jié)論：T40MAR 扭矩傳感器是專門(mén)用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和認(rèn)證。其測(cè)量精度使得比航運(yùn)業(yè)當(dāng)前的環(huán)境法規(guī)要求的精度高出10倍以上的載荷信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。