แรงบิดหน่วงเกิดจากเครื่องมือวัด แดมเปอร์เป็นคำทั่วไปที่ใช้ระบุกลไกใดๆ ที่ใช้สำหรับการดูดซับพลังงาน การสั่น สะเทือนการระงับการสั่นสะเทือนของเพลาการเริ่มต้นอย่างนุ่มนวลและ อุปกรณ์ ป้องกันการโอเวอร์โหลดในการออกแบบแดมเปอร์ที่มีประสิทธิภาพ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะ ต้องคำนวณ แรงบิดหน่วงก่อน แรงบิดหน่วงหรือแรงหน่วงคือความเบี่ยงเบนของความเร็วของแรงบิดทางกลไฟฟ้าของเครื่องจักร ในขณะที่ความเบี่ยงเบนของมุมเรียกว่าแรงบิดซิงโครไนซ์ [1] ในเครื่องมือวัดแรงบิดหน่วงมีความจำเป็นในการทำให้ระบบเคลื่อนที่หยุดนิ่งเพื่อแสดงการสะท้อนที่คงที่ในเวลาอันสั้น มันจะมีอยู่ตราบใดที่เข็มชี้กำลังเคลื่อนที่ หากไม่มีแรงบิดหน่วง เข็มชี้จะแกว่งเป็นช่วงเวลาสั้นๆ แล้วหยุดนิ่ง ซึ่งสถานการณ์นี้เรียกว่าการหน่วงน้อยเกินไปหากแรงหน่วงมากเกินไป เข็มชี้จะหยุดนิ่งช้าลง ซึ่งเรียกว่าการหน่วงมากเกินไป^{[ 1 ]}แรงบิดหน่วงเป็นกระบวนการทางกายภาพของการควบคุมการเคลื่อนที่ของระบบโดยการสร้างการเคลื่อนที่ที่ต่อต้านการแกว่งตามธรรมชาติของระบบ เช่นเดียวกับแรงเสียดทาน แรงบิดหน่วงจะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อระบบเคลื่อนที่ และจะไม่เกิดขึ้นหากระบบหยุดนิ่ง^{[ 2 ]}วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อให้สามารถอ่านค่าระบบที่สั่นได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ แทนที่จะปล่อยให้วัตถุสั่นด้วยความถี่พื้นฐานตลอดไป แรงบิดหน่วงจะใช้แรงต้านที่ทำให้การสั่นช้าลงมากพอที่จะทำการอ่านค่าได้ แม้ว่าแรงบิดหน่วงจะถูกใช้ในอุปกรณ์วัดหลายชนิด แต่ก็ไม่ใช่สิ่งที่มีค่าคงที่ แต่จะถูกปรับตามตัวชี้ที่แสดงในกราฟแรงบิดเบี่ยงเบนเทียบกับเวลา แรงบิดหน่วงเป็นส่วนสำคัญในการวัดระบบที่เคลื่อนที่เนื่องจากความสามารถในการควบคุมการสั่น

มีวิธีการสร้างแรงบิดหน่วงอยู่สี่วิธี ได้แก่ การหน่วงด้วยแรงเสียดทานอากาศ การหน่วงด้วยแรงเสียดทานของเหลว การหน่วงด้วยกระแสไหลวน และการหน่วงด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

• การหน่วงด้วยแรงเสียดทานอากาศเกิดขึ้นจากการที่ลูกสูบแกว่งเข้าและออกจากห้องอากาศ เมื่อลูกสูบเข้าไปในห้องจะทำให้เกิดการอัด เมื่อลูกสูบออกจากห้องจะมีแรงกระทำย้อนกลับมา^{[ 3 ]}วิธีนี้มักใช้ในกรณีที่มีสนามไฟฟ้าค่อนข้างอ่อน เนื่องจากวิธีการหน่วงด้วยแรงเสียดทานอากาศไม่เกี่ยวข้องกับการใช้ส่วนประกอบไฟฟ้าใดๆ ที่อาจทำให้สนามไฟฟ้าผิดเพี้ยนได้^{[ 4 ]}
• การหน่วงแรงเสียดทานของของเหลวเกิดขึ้นจากการสั่นของแผ่นดิสก์ในและนอกของเหลว ซึ่งโดยปกติคือน้ำมัน ทำให้เกิดการต้านการเคลื่อนที่อยู่เสมอ วิธีนี้คล้ายกับการหน่วงแรงเสียดทานของอากาศมาก ยกเว้นว่าแทนที่จะมีอากาศในห้อง จะถูกแทนที่ด้วยของเหลว^{[ 3 ]}วิธีนี้มีข้อจำกัดตรงที่สามารถทำได้เฉพาะในแนวตั้งเท่านั้น เนื่องจากต้องใช้ของเหลวในตำแหน่งตั้งตรง
• การหน่วงด้วยกระแสไหลวนคือการใช้กระแสไหลวนและสนามไฟฟ้าเพื่อสร้างแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าที่ต้านการเคลื่อนที่ ในวิธีนี้ แรงบิดหน่วงที่เกิดขึ้นจะเป็นสัดส่วนกับความแรงของกระแสและสนามแม่เหล็ก [ ^{3 ] วิธี}นี้มีประสิทธิภาพมาก แต่มีข้อเสียคือทำให้สนามไฟฟ้าที่อ่อนแอเกิดการบิดเบือน^{[ 4 ]}
• การหน่วงด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการส่งกระแสไฟฟ้าผ่านขดลวดแม่เหล็ก ทำให้เกิดแรงบิดที่ต้านการเคลื่อนที่ตามธรรมชาติของขดลวด^{[ 3 ]}มีข้อเสียคล้ายกับการหน่วงด้วยกระแสไหลวนตรงที่สามารถบิดเบือนสนามไฟฟ้าได้

แรงบิดหน่วงใช้เพื่อให้สามารถวัดวัตถุที่สั่นได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ เนื่องจากแรงเฉื่อยวัตถุที่เคลื่อนที่มักจะคงการเคลื่อนที่ต่อไป ดังนั้นจึงต้องใช้แรงต้านเพื่อนำวัตถุไปสู่อัตราการสั่นสุดท้ายภายในเวลาอันสั้น แรงบิดหน่วงทำเช่นนี้โดยการต่อต้านการสั่นตามธรรมชาติ ทำให้ผู้ใช้สามารถอ่านค่าได้อย่างแม่นยำ^{[ 5 ]}มันถูกใช้ในการทดลองส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับระบบที่กำลังเคลื่อนที่ เนื่องจากเป็นหนึ่งในวิธีเดียวที่จะได้รับข้อมูลที่แม่นยำ นอกจากนี้ยังมีวิธีการผลิตที่แตกต่างกันมากมายดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ทำให้สามารถนำไปใช้ในแบบจำลองหลายแบบที่ต้องการแรงต้าน แม้ว่าดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นจะมีวิธีการสร้างแรงบิดหน่วงบางวิธีที่ใช้ได้กับระบบก็ต่อเมื่อตรงตามข้อกำหนดที่ถูกต้องเท่านั้น

แรงบิดหน่วงเป็นการเคลื่อนที่ที่ไม่ได้กำหนดตัวเลขขณะใช้งาน แต่จะถูกทดสอบและสังเกตโดยใช้ตัวชี้ในการทดลอง ตัวชี้ของอุปกรณ์คือส่วนที่แสดงแรงบิดหน่วงโดยอิงจากกราฟแรงบิดเบี่ยงเบนเทียบกับเวลา การทำเช่นนี้ต้องคำนึงถึงทั้งแรงบิดเบี่ยงเบนและแรงบิดควบคุมเพื่อให้ได้แรงบิดหน่วงที่ถูกต้อง แรงบิดเบี่ยงเบนคือสิ่งที่ทำให้ตัวชี้บนเครื่องแกว่ง และแรงบิดควบคุมคือแรงต้านที่หยุดไม่ให้ตัวชี้แกว่งอย่างควบคุมไม่ได้ แรงบิดเบี่ยงเบนและแรงบิดควบคุมทำงานในลักษณะเดียวกับตาชั่ง กล่าวคือ แรงบิดเบี่ยงเบนเป็นน้ำหนักที่กดลงบนตาชั่ง และแรงบิดควบคุมเป็นน้ำหนักถ่วงที่ใช้เพื่อปรับสมดุลน้ำหนักเริ่มต้น เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี จำเป็นอย่างยิ่งที่แรงทั้งสองนี้จะต้องเท่ากัน^{[ 4 ]}

แรงบิดเบี่ยงเบนและแรงบิดควบคุม เช่นเดียวกับแรงบิดหน่วง ไม่สามารถวัดได้โดยตรง แต่สามารถสร้างขึ้นและควบคุมได้ด้วยวิธีที่แตกต่างกัน 2 วิธี การสร้างแรงบิดทั้งสองนี้จะทำให้เข็มชี้เคลื่อนที่ในลักษณะเฉพาะ ซึ่งสามารถวิเคราะห์ได้ดังแสดงด้านล่าง แรงบิดเบี่ยงเบนอาจเป็นแรงประเภทใดก็ได้ที่ทำให้ระบบเริ่มเคลื่อนที่ ในทางกลับกัน แรงบิดควบคุมนั้นถูกสร้างขึ้นโดยอุปกรณ์วัด ดังนั้นจึงไม่ใช่การเคลื่อนที่ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ มีสองวิธีในการสร้างแรงบิดควบคุม ได้แก่ การควบคุมด้วยสปริงและการควบคุมด้วยแรงโน้มถ่วง:

• การควบคุมด้วยสปริงนั้นสร้างขึ้นโดยใช้สปริงควบคุมที่เชื่อมต่อกับตัวชี้ของระบบ เมื่อระบบเคลื่อนที่ สปริงจะบิดไปในทิศทางตรงกันข้าม ทำให้เกิดแรงบิดที่ต้านทานแรงบิดจากการเบี่ยงเบนโดยตรง
• การควบคุมแรงโน้มถ่วงสร้างขึ้นโดยการติดน้ำหนักเล็กน้อยเข้ากับระบบเคลื่อนที่ ทำให้เกิดแรงบิดตามมุมการเบี่ยงเบน ซึ่งเป็นมุมที่เส้นสัมผัสด้านหลังและด้านหน้าทำต่อกัน^{[ 6 ]}วิธีนี้มีข้อจำกัดตรงที่ต้องใช้ระบบในแนวตั้งเพื่อให้แรงโน้มถ่วงสามารถกระทำต่อน้ำหนักได้

เมื่อวิเคราะห์การเบี่ยงเบนและแรงบิดควบคุม จะมีสามประเภทหลัก ได้แก่ การหน่วงน้อยเกินไป การหน่วงมากเกินไป และการหน่วงวิกฤต^{[ 4 ]}หากระบบมีการหน่วงน้อยเกินไป ระบบจะไม่สามารถถึงอัตราการสั่นสุดท้ายได้ทันท่วงที และจะสั่นช้าๆ เป็นเวลานาน หากมีการหน่วงมากเกินไป ระบบจะสั่นในอัตราที่ช้าเกินไปจนไม่สามารถอ่านค่าได้อย่างแม่นยำ สุดท้าย หากมีการหน่วงวิกฤต ระบบจะมีปริมาณการเบี่ยงเบนและแรงบิดควบคุมที่เท่ากัน ทำให้เข็มชี้สามารถหาค่าที่ถูกต้องได้อย่างรวดเร็ว โดยที่ระบบไม่สั่นเกินค่านั้น^{[ 5 ]}การหน่วงวิกฤตหมายความว่าเครื่องจักรมีแรงบิดหน่วงที่เหมาะสมและพร้อมที่จะใช้ในการทดลอง

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับแรงบิดหน่วงใน Wikimedia Commons