扭矩傳感器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
按照扭矩測(cè)量原理分類(lèi),扭矩測(cè)量可分為:傳遞法、平衡力法及能量轉(zhuǎn)換法3類(lèi)
由于電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的特殊工作條件,電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向扭矩傳感器都采用傳遞法進(jìn)行測(cè)量,并要求傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠精度適中價(jià)格便宜
目前,電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向中的扭矩傳感器種類(lèi)很多,按測(cè)量原理分主要有電位計(jì)式、光式、電感式、電磁式、霍爾IC式磁阻式等,按測(cè)量方式分有接觸式
、非接觸式
。
1.1
電位計(jì)式
電位計(jì)式扭矩傳感器是通過(guò)將扭桿的變形轉(zhuǎn)換為電位計(jì)電阻值的變化,測(cè)量電位計(jì)輸出電壓的變化而實(shí)現(xiàn)扭矩測(cè)量
。
國(guó)內(nèi)最早出現(xiàn)的是日本
NSK
公司生產(chǎn)的電位計(jì)扭矩傳感器,主要由扭桿
、
轉(zhuǎn)角位移變換器(由滑塊
、
鋼球和螺旋槽組成)
、
電位計(jì)組成
。
輸入
、
輸出軸通過(guò)扭桿連接,滑塊經(jīng)過(guò)一個(gè)銷(xiāo)安裝在輸出軸,相對(duì)輸入軸可以螺旋方向移動(dòng),相對(duì)輸出軸可以軸向移動(dòng)
。
扭矩作用時(shí)使扭桿發(fā)生變形,扭矩轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的轉(zhuǎn)角值,輸入
/
輸出軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生一偏差
。
該偏差使滑塊相對(duì)于輸出軸軸向移動(dòng),滑塊的軸向移動(dòng)帶動(dòng)杠桿改變電位計(jì)中的電阻值,電阻值的變化經(jīng)電位計(jì)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)輸出電壓的變化,測(cè)量輸出電壓變化可以檢測(cè)扭矩的大小和方向,傳感器工作原理如圖
1
所示
。
電位計(jì)式傳感器雖然成本低廉,但是由于是采用接觸式,工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦磨損,影響測(cè)量精度,縮短其使用壽命,經(jīng)常維護(hù)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
。