扭矩角度傳感器原理 扭矩傳感器測量原理是什么

1、金屬電阻應(yīng)變片的扭矩傳感器 傳感器扭矩測量采用應(yīng)變電測技術(shù)。

2、在彈性軸上粘貼應(yīng)變計組成測量電橋，當(dāng)彈性軸受扭矩產(chǎn)生微小變形后引起電橋電阻值變化，應(yīng)變電橋電阻的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕淖兓瘡亩鴮崿F(xiàn)扭矩測量。

3、傳感器就完成如下的信息轉(zhuǎn)換： 傳感器由彈性軸、測量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。

(資料圖)

4、彈性軸是敏感元件，在45度和135度的方向上產(chǎn)生最大壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，這個時候承受的主應(yīng)力和剪應(yīng)力相等，其計算公式為： 式中τ-主應(yīng)力，此時與σ相等Wp-軸截面極矩測量電橋可以采用半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片，并將它們接成差動全橋,其輸出電壓正比于扭轉(zhuǎn)軸所受的扭矩。

5、 應(yīng)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(yīng)變片的靈敏度系數(shù)放大電路采用儀器用放大電路，它由專用儀器用放大電路構(gòu)成，也有三只單運放電路組合而成，放大倍數(shù)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(shù) 為常數(shù)。

6、在金屬電阻應(yīng)變片的扭矩傳感器中，需要解決的技術(shù)關(guān)鍵是： 　　(1)、彈性軸的工作區(qū)域不應(yīng)該大于彈性區(qū)域的1/3，且取初始段。

7、為了將遲滯誤差減低到最底，按照超載能力指數(shù)選取最大的軸徑。

8、 　　(2)、采用LM型硅擴(kuò)散力敏全橋應(yīng)變片，較好的敏感性，很小的非線形度 　　(3)、采用高精度的穩(wěn)壓電源。

9、 　　非接觸式扭矩傳感器 如圖4所示為非接觸式扭矩傳感器的典型結(jié)構(gòu)。

10、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。

11、當(dāng)扭桿受方向盤的轉(zhuǎn)動力矩作用發(fā)生扭轉(zhuǎn)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。

12、花鍵和鍵槽的相對位移改變量等于扭轉(zhuǎn)桿的扭轉(zhuǎn)量，使得花鍵上的磁感強(qiáng)度改變，磁感強(qiáng)度的變化，通過線圈轉(zhuǎn)化為電壓信號。

13、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。

14、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(zhuǎn)和軸向偏移的影響更小，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛用于轎車和輕型車中，是EPS傳感器的主流產(chǎn)品。

15、 　　其它扭矩傳感器 如圖5所示為相位差傳感方式來檢測扭矩的扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)和測量原理圖，這種傳感器具有高精度，高重復(fù)性的特點。

16、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(yīng)出兩個與動力軸非接觸的交流信號。

17、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(chǎn)生的高精度，高穩(wěn)定的時鐘信號。

18、以這個時鐘信號為基準(zhǔn)，巧妙運用數(shù)字信號處理技術(shù)就能精確地測出所承受的扭矩。

19、 　　EPS扭矩傳感器的發(fā)展趨勢 隨著EPS系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，對扭矩傳感器的精度、可靠性和響應(yīng)速度提出了跟高的要求。

20、EPS扭矩傳感器正呈現(xiàn)以下的發(fā)展趨勢： 　?。?）、測試系統(tǒng)向微型化!數(shù)字化、智能化、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展; 　?。?）、從單功能向多功能發(fā)展,包括自補(bǔ)償、自修正、自適應(yīng)、自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定、狀態(tài)組合、信息存儲和記憶; 　?。?）、向著小型化、集成化方向發(fā)展。

21、傳感器的檢測部分可以通過結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計和優(yōu)化來實現(xiàn)小型化，IC部分可以整合盡可能多的半導(dǎo)體部件、電阻到一個單獨的IC部件上，減少外部部件的數(shù)量。

22、 　?。?）、由靜態(tài)測試向動態(tài)在線檢測方向發(fā)展。

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