在工业中，电磁扭矩传感器已经应用在传统汽车的助力转向、变速器与传动轴之间、船舶及飞机的发动机、试验台和电机等传动系中需要进行扭矩测量和功率计算的场合［62-64］。在进入 21 世纪以来，随着科技进步和材料的发展，此类型的传感器已经突破了传统行业应用的局限，已经开始在机器人、生物医学中崭露头角。

按照我国工业系统中转矩计量专业对转矩量程的大小划分，该标准将其划分为 5 个量程［65］:

1) 超大量程转矩: 50 kN·m ～ 2. 5 MN·m

2) 大量程转矩: 5 ～ 50 kN·m

3) 中量程转矩: 10 N·m ～ 5 kN·m

4) 小量程转矩: 5 mN·m ～ 10 N·m

5) 微小量程转矩: 5 μN·m ～ 5 mN·m

对应上述计量划分标准，本文根据扭矩传感器测量扭矩量程的大小，对电磁式扭矩传感器应用行业的情况进行分类阐述。

图 8 环型球栅扭矩传感器结构

Fig． 8 Ｒing-ball-gird torque sensor structure

3. 1 电磁扭矩传感器测量的扭矩为超大量程时的应用

1) 电机行业的应用

在重型机械设备的台架测试时和重型及大型机械旋转上扭矩的测量时，大多应用电机来给上述设备提供动力，因此电机和旋转轴系其中的一部分扭矩应用划分量程属于超大量程范围。三相异步电动机的效率高低是检验电动机性能的一个重要参数，对其测量的研究一直备受电动机领域的关注。为解决精确测量电动机效率的课题，上海理工大学和上海电器科学研究所有限公司对测量电动机效率核心的设备［66］，转矩 － 转速传感器系统即测功机，进行了深入的研究，其中在电机转矩的测量装置上使用磁电式传感器，通过测得转矩扭转角，就可计算出电机的转矩。使用该种 方 法 不 仅 精 度 可 达 到 ± 0. 2% ，其 测 量 范 围: 0. 2 ～ 100 000 N·m。大大提高了电磁式扭矩传感器的测量量程，使得其横跨了小、中、大、超大，4 个划分量程。2) 机械旋转轴系的应用由于现有的旋转轴系的高精度扭矩测量结构大多都较为复杂，在既实现高转速 － 高扭矩测量，又达到精确实现扭矩时，其测量难度成指数的形式上升。为解决这一测量的短板，重庆交通大学提出了一种基于电磁( 齿栅)式转矩传感器与计数器结合的测量方法，在信号方面使用单片机对其进行处理，从而实现了高精度