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东莞扭矩传感器测量原理


    金属电阻应变片的东莞扭矩传感器扭矩测量采用应变电测技术。在弹性轴上?#31243;?#24212;变计组成测量电桥,当弹性轴受扭矩产生微小变形后引起电桥电阻值变化,应变电桥电阻的变化转变为电信号的变化从而实现扭矩测量。东莞扭矩传感器就完成如下的信息转换:东莞扭矩传感器由弹性轴、测量电桥、仪器用放大器、接口电路组成。弹性轴是敏感元件,在45度和135度的方向上产生最大压应力和拉应力,这个时候承受的主应力?#22270;?#24212;力相等,其计算公式为:式中τ—主应力,此时与σ相等Wp—轴截面极矩测量电桥可以采用半导体电阻应变片,并将它们接成差动全桥,其输出电压正比于扭转轴所受的扭矩。应变片的电阻R1=R2=R3=R4=R0,可以得到下面的式子:式中, E-轴材?#31995;?#24377;性模量 u-电桥的供电电压 S-电阻应变片的灵敏度系数放大电路采用仪器用放大电路,它由专用仪器用放大电路构成,也有三只单运放电路组合而成,放大倍数为K,放大后的电压V为:为了使一起具有高精度,必须使灵敏度系数为常数。在金属电阻应变片的扭矩传感器中,需要解决的技术关键是:
   (1)、弹性轴的工作区域不应该大于弹性区域的1/3,且取初始段。为了将迟滞误差减低到最底,按?#31896;?#36733;能力指数选取最大的轴径。
   (2)、采用LM型硅扩散力敏全桥应变片,较好的敏感性,很小的非线形度
   (3)、采用高精度的稳压电源。
   4 非接触式扭矩传感器 
   输入轴和输出轴由扭杆连接起来,输入轴上有花键,输出轴上有键槽。当扭杆受方向盘的转动力矩作用发生扭转时,输入轴?#31995;?#33457;键和输出轴上键槽之间?#21335;?#23545;位置就被改变了。花键?#22270;?#27133;?#21335;?#23545;位移改变量等于扭转杆的扭转量,使得花键?#31995;?#30913;感强度改变,磁感强度的变化,通过线圈转化为电压信号。信号的高频部分由检测电路滤波,仅有扭矩信号部?#30452;?#25918;大。非接触扭矩传感器由于采用的是非接触的工作方式,因而寿命长、可靠性高,不?#36164;?#21040;磨损、有更小的延时、受轴的偏转和轴向偏移的影响更小,现在已经广泛用于轿车和轻型车中,是EPS传感器的主流产品。
   5 其它扭矩传感器这种传感器具有高精度,高重复性的特点。其测量原理为:在受扭轴的两端各安上一个齿轮,对着齿面再各装一个电磁传感器,从传感器上就能感应出两个与动力轴非接触的交流信号。取出其信号?#21335;?#20301;差,在这两个相位差之间,插入由晶体震荡器产生的高精度,高稳定的时?#26377;?#21495;。以这个时?#26377;?#21495;为基准,巧妙运用数?#20013;?#21495;处理技术就能精确地测出所承受的扭矩。 6 EPS扭矩传感器的发展趋势随着EPS系?#36710;牟欢?#23436;善和发展,对扭矩传感器的精度、可靠性和响应速度提出了跟高的要求。EPS扭矩传感器正呈现以下的发展趋势:
  (1)、测试系统向微型化!数字化、智能化、虚拟化和网络化方向发展;
  (2)、从单功能向多功能发展,包括自补偿、自修正、自适应、自诊断、远程设定、状态组合、信息存储?#22270;且?
  (3)、向着小型化、集成化方向发展。东莞扭矩传感器的检测部分可以通过结构的合理设计和优化来实?#20013;?#22411;化,IC部分可以整合尽可能多的半导体部件、电阻到一个单独的IC部件上,减少外部部件的数量。
  (4)、由静态测试向动态在线检测方向发展。

 

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