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托馳(上海)工業傳感器有限公司

扭矩傳感器工作原理

閱讀: 發布時間:2018-08-08 14:06:45

金屬電阻應變片的扭矩傳感器測量采用應變電測技術。在彈性軸上粘貼應變計組成測量電橋,當彈性軸受扭矩產生微小變形后引起電橋電阻值變化,應變電橋電阻的變化轉變為電信號的變化從而實現扭矩測量。

應變片的電阻R1=R2=R3=R4=R0,可以得到下面的式子: 式中, E-軸材料的彈性模量 u-電橋的供電電壓 S-電阻應變片的靈敏度系數放大電路采用儀器用放大電路,它由儀器用放大電路構成,也有三只單運放電路組合而成,放大倍數為K,放大后的電壓V為: 為了使一起具有高精度,必須使靈敏度系數 為常數。在金屬電阻應變片的扭矩傳感器中,需要解決的技術關鍵是:

(1)、采用高精度的穩壓電源。

(2)、采用LM型硅擴散力敏全橋應變片,較好的敏感性,很小的非線形度

(3)、彈性軸的工作區域不應該大于彈性區域的1/3,且取初始段。為了將遲滯誤差減低到底,按照載能力指數選取大的軸徑。

非接觸式扭矩傳感器,輸入軸和輸出軸由扭桿連接起來,輸入軸上有花鍵,輸出軸上有鍵槽。當扭桿受方向盤的轉動力矩作用發生扭轉時,輸入軸上的花鍵和輸出軸上鍵槽之間的相對位置就被改變了?;ㄦI和鍵槽的相對位移改變量等于扭轉桿的扭轉量,使得花鍵上的磁感強度改變,磁感強度的變化,通過線圈轉化為電壓信號。信號的高頻部分由檢測電路濾波,僅有扭矩信號部分被放大。非接觸扭矩傳感器由于采用的是非接觸的工作方式,因而壽命長、可靠性高,不易受到磨損、有更小的延時、 受軸的偏轉和軸向偏移的影響更小,現在已經廣泛用于轎車和輕型車中,是EPS傳感器的主流產品。

其它扭矩傳感器為相位差傳感方式來檢測扭矩的扭矩傳感器的結構和測量原理圖,這種傳感器具有高精度,高重復性的特點。其測量原理為:在受扭軸的兩端各安上一個齒輪,對著齒面再各裝一個電磁傳感器,從傳感器上就能感應出兩個與動力軸非接觸的交流信號。取出其信號的相位差,在這兩個相位差之間,插入由晶體震蕩器產生的高精度,高穩定的時鐘信號。以這個時鐘信號為基準,巧妙運用數字信號處理技術就能地測出承受的扭矩。 6 EPS扭矩傳感器的發展趨勢 隨著EPS系統的不斷完善和發展,對扭矩傳感器的精度、可靠性和響應速度提出了跟高的要求。

EPS扭矩傳感器正呈現以下的發展趨勢:

(1)、由靜態測試向動態在線檢測方向發展;

(2)、測試系統向微型化!數字化、智能化、虛擬化和網絡化方向發展;

(3)、向著小型化、集成化方向發展。傳感器的檢測部分可以通過結構的合理設計和優化來實現小型化,IC部分可以整合盡可能多的半導體部件、電阻到一個單獨的IC部件上,減少外部部件的數量;

(4)、從單功能向多功能發展,包括自補償、自修正、自適應、自診斷、遠程設定、狀態組合、信息存儲和記憶


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