扭矩傳感器國內外研究現狀
按照扭矩測量原理分類,扭矩測量可分為:傳遞法、平衡力法及能量轉換法3類
由于電動助力轉向的特殊工作條件,電動助力轉向扭矩傳感器都采用傳遞法進行測量,并要求傳感器結構簡單、工作可靠精度適中價格便宜
目前,電動助力轉向中的扭矩傳感器種類很多,按測量原理分主要有電位計式、光式、電感式、電磁式、霍爾IC式磁阻式等,按測量方式分有接觸式
、非接觸式
。
1.1
電位計式
電位計式扭矩傳感器是通過將扭桿的變形轉換為電位計電阻值的變化,測量電位計輸出電壓的變化而實現扭矩測量
。
國內最早出現的是日本
NSK
公司生產的電位計扭矩傳感器,主要由扭桿
、
轉角位移變換器(由滑塊
、
鋼球和螺旋槽組成)
、
電位計組成
。
輸入
、
輸出軸通過扭桿連接,滑塊經過一個銷安裝在輸出軸,相對輸入軸可以螺旋方向移動,相對輸出軸可以軸向移動
。
扭矩作用時使扭桿發生變形,扭矩轉換為相應的轉角值,輸入
/
輸出軸發生轉動產生一偏差
。
該偏差使滑塊相對于輸出軸軸向移動,滑塊的軸向移動帶動杠桿改變電位計中的電阻值,電阻值的變化經電位計轉換為相應輸出電壓的變化,測量輸出電壓變化可以檢測扭矩的大小和方向,傳感器工作原理如圖
1
所示
。
電位計式傳感器雖然成本低廉,但是由于是采用接觸式,工作時產生的摩擦磨損,影響測量精度,縮短其使用壽命,經常維護造成使用成本提高,不利于集成化,將逐漸淘汰,被非接觸式扭矩傳感器所替代
。