گشتاور یا (Torque)
گشتاور حاصلضرب برداری نیروی وارد بر یک جسم از نقطه اثر نیرو تا نقطه ای که جسم بر اثر همین نیرو شروع به دوران می کند.گشتاور نیرو و انرژی لازم برای گرداندن یک شی میباشد.گشتاور تولید شده به وسیله ی یک موتور توان کششی یا رانشی را برای گرداندن چرخها ایجاد می کند. مثلا زمانی که می خواهید با یک آچار پیچی را بچرخانید نیروی لازم برای گرداندن پیچ گشتاور نام دارد.در این حالت گشتاور با مقدار نیروی لازم ضربدر فاصله مرکز پیچ تا مکانی که نیرو به آچار اعمال می شود برابر است.
واحد های گشتاور عبارتند از نیوتن بر متر و کیلوگرم بر سانتی متر و فوت بر پوند. معادله گشتاور T=R*N می باشد که :T گشتاور (TORQUE) و :Rشعاع و :Nنیروی اعمال شده، بنابر این هرگاه بخواهیم گشتاور را افزایش دهیم یا آچار بلندتری انتخاب می کنم یا نیروی اعمال شده به آنرا زیاد.
گشتاور با احساس کردن انحراف حقیقی محور به وجود آمده به وسیله یک نیروی پیچشی یا با پدیدار کردن آثار این انحراف اندازه گیری می‌شود. تحتگشتاور سطح یک محور دچار تراکم و کشش می‌شود. برای اندازه گیری گشتاور، معمولا عناصر استرین گیج به صورت جفت روی محور قرار گرفته اند. افزایش در طول را یک گیج اندازه می‌گیرد (در جهتی که سطح تحت کشش است) و کاهش طول را گیج دیگر در جهت دیگر اندازه می‌گیرد. حسگرهای گشتاور اولیه، از ساختارهای مکانیکی مطلوب با استرین گیج‌ها تشکیل شدند. هزینه بالا وقابلیت اطمینان کم آنها عدم پذیرش صنعتی را به دنبال داشته. اگر چه ساخت حسگرهای گشتاور را تکنولوژی مدرن کم هزینه کرده‌است، با این وجود کنترل کیفیت روی محصول، نیاز به اندازه گیری دقیق گشتاور را افزایش داده‌است.
ترانسدیوسر گشتاور چیست ؟
حسگر یا ترانسدیوسر گشتاور، ابزاری ایست برای تبدیل، اندازه گیری و ثبت گشتاور سیستم‌های گردنده، مانند میل لنگ موتور یا شفت ژنراتور و… دو مدلگشتاور به نام گشتاور استاتیکی و گشتاور دینامیکی داریم. اندازه گیری گشتاور استاتیکی به صورت نسبی آسان است اما اندازه گیری گشتاور دینامیکی به دلیل اینکه به انتقال اثراتی مثل الکتریسیته و مغناطیس از شفت تحت اندازه گیری، به یک سیستم استاتیک نیاز دارد بمراتب سختتر می باشد. حسگرهایی که به عنوان حسگرگشتاور استفاده می شوند از نوع کرنش‌سنج می باشند که روی شفت در حال چرخش نصب می‌شوند. چون که حسگر به تغذیه نیاز دارد وضمنا سیگنال خروجی هم باید خوانده شود، اندازه گیری گشتاور دینامیکی سختتر می‌شود. برای این کار اغلب در سیستم‌های قدیمی تر رینگ‌های لغزنندهی حلقوی به کار برده میشد که در سیستم‌های نو حسگرهای وایرلس به کار برده می‌شوند.
همچنین با کمک روش‌های ارسال وایرلس اکنون حتی A/D converterو Track Recorder، می‌توان روی شفت گذاشت و دقت اندازه گیری را به مقدار زیادی افزایش داد. سنجش گشتاور با تکنیک پیزوالکتریک بر اساسSAW وBAW قرار دارد. یکی از کاربردهای حسگر گشتاور که منجر به کاهش مصرف سوخت می‌شود در موتور اتومبیل است .اگر می خواهید درمورد حسگرهای بر اساس اثر SAW بیشتر بدانید، ابتدا باید در مورد موضوع تئوری امواجRayleigh یا تئوری Acoustic Wave Surface مطلب بخوانید.
مثلا دو عدد شانه سر را طوری در هم فرو کنید که هیچ تماسی دندانه‌های آنها با هم نداشته باشند. در این حالت شما ساختاری را ایجاد کرده‌اید که آن را اصطلاحا مبدل اینتردیجیتال یا (IDT(Interdigital Transducer می نامند. اکنون اگر با ماده‌ای مناسب این ساختار را روی یک زیر لایه از جنس پیزوالکتریک پیاده کنید و به دو سر آن یک ولتاژ AC با فرکانسی معین اعمال کنید در سطح ماده زیر لایه موجی سطحی ایجاد می شود که آن SAW نامیده می شود.
اگر یک ساختار IDT دیگر در طرف دیگر زیر لایه داشته باشیم بعد از تولید موج سطحی توسطIDT اول، دو سر IDT دوم ولتاژی ایجاد می کند که فرکانس آن با فرکانس موج ورودی در شرایط نرمال که هیچ اثر مکانیکی از خارج بر زیر لایه وارد نشده‌است حدودا برابر است. اما با اعمال کمیتی نظیر فشار یا کشش یا دما و… بر زیر لایه فرکانس موج سطحی دو سر IDTخروجی با فرکانس تولیدی در IDT اول متناسب با تغییر مکانیکی اعمال شده (که آن را در قالب تغییرات جرم یا mass loadingمی‌شناسیم) تغییر خواهد کرد. فرکانس تولیدی در IDT اول بسته به فاصله دندانه‌های شانه‌ای شکل آن از یکدیگر، شکل و طول آنها در راستای عمود بر سطح دندانه‌ها در سطح زیر لایه منتشر می‌شود. اما برای اندازه گیری گشتاور یک شفت با SAW دو عدد رزوناتور SAW را به صورت نصف پل (Half-Bridge) به هم متصل و روی شفت با زاویهای درجه نسبت به محور شفت محکم می‌بندند.
اکنون با اعمال یک موج RF (معمولا ۲۰۰ مگاهرتزی) به صورت وایرلس به SAW، در طرف دیگر آن بسته به میزان دوران و گشتاور اعمال شده از شفت به SAWبه عنوان اثر بار، فرکانس موج دریافتی تا یک مگاهرتز تغییر خواهد کرد. بر همین اساس، گشتاور اندازه گیری شده می‌تواند تا دقتی برابر ۱rpm داشته باشد.