扭矩传感器国内外研究现状
按照扭矩测量原理分类,扭矩测量可分为:传递法、平衡力法及能量转换法3类
由于电动助力转向的特殊工作条件,电动助力转向扭矩传感器都采用传递法进行测量,并要求传感器结构简单、工作可靠精度适中价格便宜
目前,电动助力转向中的扭矩传感器种类很多,按测量原理分主要有电位计式、光式、电感式、电磁式、霍尔IC式磁阻式等,按测量方式分有接触式
、非接触式
。
1.1
电位计式
电位计式扭矩传感器是通过将扭杆的变形转换为电位计电阻值的变化,测量电位计输出电压的变化而实现扭矩测量
。
国内最早出现的是日本
NSK
公司生产的电位计扭矩传感器,主要由扭杆
、
转角位移变换器(由滑块
、
钢球和螺旋槽组成)
、
电位计组成
。
输入
、
输出轴通过扭杆连接,滑块经过一个销安装在输出轴,相对输入轴可以螺旋方向移动,相对输出轴可以轴向移动
。
扭矩作用时使扭杆发生变形,扭矩转换为相应的转角值,输入
/
输出轴发生转动产生一偏差
。
该偏差使滑块相对于输出轴轴向移动,滑块的轴向移动带动杠杆改变电位计中的电阻值,电阻值的变化经电位计转换为相应输出电压的变化,测量输出电压变化可以检测扭矩的大小和方向,传感器工作原理如图
1
所示
。
电位计式传感器虽然成本低廉,但是由于是采用接触式,工作时产生的摩擦磨损,影响测量精度,缩短其使用寿命,经常维护造成使用成本提高,不利于集成化,将逐渐淘汰,被非接触式扭矩传感器所替代
。