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電位計(jì)式扭矩傳感器有什么特點(diǎn)

2022年05月06日 2309

據(jù)天沐了解,電位計(jì)式扭矩傳感器主要可以分為旋臂式、雙級(jí)行星齒輪式、扭桿式。其中扭桿式測(cè)量結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性能相對(duì)比較高,在早期應(yīng)用比較多。

 電位計(jì)式扭矩傳感器有什么特點(diǎn)

EPS中扭桿式扭矩傳感器的結(jié)構(gòu)、原理:

 

扭桿式扭矩傳感器主要由扭桿彈簧、轉(zhuǎn)角-位移變換器、電位計(jì)組成。扭桿彈簧主要作用是檢測(cè)司機(jī)作用在方向盤(pán)上的扭矩,并將其轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的轉(zhuǎn)角值。

 

轉(zhuǎn)角-位移變換器是一對(duì)螺旋機(jī)構(gòu),將扭桿彈簧兩端的相對(duì)轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化為滑動(dòng)套的軸向位移,由剛球、螺旋槽和滑塊組成?;瑝K相對(duì)于輸入軸可以在螺旋方向上移動(dòng),同時(shí)滑塊通過(guò)一個(gè)銷(xiāo)安裝到輸出軸上,可以相對(duì)于輸出軸在垂直方向上移動(dòng)。

 

因此,當(dāng)輸入軸相對(duì)于輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滑塊按照輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向和相對(duì)于輸出軸的旋轉(zhuǎn)量,垂直移動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)的時(shí)候,鈕矩被傳遞到扭力桿,輸入軸相對(duì)于輸出軸方向出現(xiàn)偏差。

 

該偏差是滑塊出現(xiàn)移動(dòng),這些軸方向的移動(dòng)轉(zhuǎn)化為電位計(jì)的杠桿旋轉(zhuǎn)角度,滑動(dòng)觸點(diǎn)在電阻線(xiàn)上的移動(dòng)使電位計(jì)的電阻值隨之變化,電阻的變化通過(guò)電位計(jì)轉(zhuǎn)化為電壓。這樣扭矩信號(hào)就轉(zhuǎn)化為了電壓信號(hào)。

 

扭桿式扭矩傳感器的設(shè)計(jì):

 

扭桿是整個(gè)扭桿扭矩傳感器的重要部件,因而扭桿式扭矩傳感器的設(shè)計(jì)關(guān)鍵是扭桿的設(shè)計(jì)。扭桿通過(guò)細(xì)齒形漸開(kāi)線(xiàn)花鍵和方向盤(pán)軸連接,另外的一端通過(guò)徑向銷(xiāo)(直徑D)與轉(zhuǎn)向輸出軸連接。

 

扭桿細(xì)齒形漸開(kāi)線(xiàn)花鍵端部結(jié)構(gòu)外直徑:

 

d0=(1.15~1.25)d,長(zhǎng)度L=0.5~0.7d,為了避免過(guò)大的應(yīng)力集中,采用過(guò)度圓角時(shí),半徑R=3~5d,扭桿的有效長(zhǎng)度為l,d為扭桿有效長(zhǎng)度的直徑。

 

扭桿的扭轉(zhuǎn)剛度k是扭桿的一個(gè)重要的物理量,可以參照下面的公式計(jì)算。

 

當(dāng)其受到扭矩T的時(shí)候,其扭轉(zhuǎn)的切應(yīng)力τ和變形角φ分別為:

 

其扭轉(zhuǎn)剛度為:

 

其中d-扭桿直徑,有效長(zhǎng)度,Ip慣性矩,Zi抗扭截面系數(shù)

 

扭桿式扭矩傳感器在早期的EPS中應(yīng)用比較多,但由于是接觸式的,工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦使其易磨損,影響其精度,將會(huì)被逐步淘汰。

 

 

 

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