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      東莞扭矩傳感器測量原理


          金屬電阻應(yīng)變片的東莞扭矩傳感器扭矩測量采用應(yīng)變電測技術(shù)。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。東莞扭矩傳感器就完成如下的信息轉(zhuǎn)換:東莞扭矩傳感器由彈性軸、測量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。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。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)。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。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。
         (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。
         4 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(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?;ㄦI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。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(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。
         5 其它扭矩傳感器這種傳感器具有高精度,高重復(fù)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(yīng)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(chǎn)生的高精度,高穩(wěn)定的時鐘信號。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。 6 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。EPS扭矩傳感器正呈現(xiàn)以下的發(fā)展趨勢:
        (1)、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;
        (2)、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;
        (3)、向著小型化、集成化方向發(fā)展。東莞扭矩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。
        (4)、由靜態(tài)測試向動態(tài)在線檢測方向發(fā)展。

       

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