1. 研究目的与意义（文献综述）

在工业生产中，机械传动系统的实时监控和损伤识别一直是实际生产应用中的重要环节。扭矩作为表征传动轴的性能和工作状态的参数，可以直接反映整个机械系统的工作状态，其测试技术已成为各种机械产品的开发研究、质量检验、优化控制、工况监测和故障诊断等必不可少的手段。随着科学技术的进步和生产的发展，扭矩测量技术有着广阔的应用前景，同时，在激烈的市场竞争下，对扭矩传感器也提出了更高的要求：由静态测试转向动态在线

检测；由间接测量转向直接测量；由单功能转向多功能，包括自补偿、自修正、自适应、自诊断、远程设定、状态组合、信息存储和记忆；要求系统微型化、数字化、智能化、虚拟化和网络化；要求扭矩的检测与动力装置的控制相结合，达到转速、扭矩、输出功率的优化配置。

目前对扭矩测量按照时间历程可分为静态扭矩测量和动态扭矩测量，其测量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。传递法，是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、应力或应变，最常用于测量扭矩的弹性元件是扭轴；平衡力法，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；能量转换法，是根据其它能量参数测量机械能参数及扭矩的方法。在能量转换法中，扭矩测量通常为间接测量。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。

2. 研究的基本内容与方案

综合以上国内外扭矩传感器的发展情况，本次研究的基本内容是设计一套基于光栅传感器的扭矩测量系统，研究目标是依靠此扭矩测量系统完成机械传动系统扭矩的非接触、高精度、实时、动态及抗恶劣环境条件的测量。该系统通过光栅扭矩传感器，将主轴受到的扭矩转换为两路有相位差的正弦波信号，再将得到的正弦信号进行放大、滤波，通过 a/d 转换器将模拟信号转换为数字信号，对得到的信号进行放大、滤波等一系列处理以此得到准确，高精度的扭矩值，

对于该研究拟采用的技术方案及措施主要包括以下四点：

1）分析系统的工作原理及测量原理，选择合适的光栅传感器，并建立数学模型，完成相关系统特性分析。

3. 研究计划与安排

第一周至第三周：完成开题报告、英文文献翻译

第四周至第五周：完成光栅的选型及实验平台的机构设计

第六周至第七周：完成电路设计

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 陈 勇，陈惠宝，孙贵清，等. 光栅莫尔信号质量的提高及其采集方法[j]. 上海大学学报，2004，10(2):2.#8232;chen yong，chen hui-ba，sungui-qing，et al. improving quality of grating moirefringe and a collection method[j]. journal of shanghai university，2004，10(2):2.

. [2] iain david charlestullis. the laser torquemeter and implications of speckle decorrelation

on torque measurement [phdthesis]. loughborough university, 2001,4.