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介紹丨關于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的扭矩傳感器

2022年09月20日 7010

應用于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的扭矩傳感器是通過特定的敏感元件,將轉(zhuǎn)矩物理量轉(zhuǎn) 換成電信號,并集成有信號處理電路的變換器。

 介紹丨關于電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的扭矩傳感器

扭矩傳感器與扭桿組裝在一起構成扭矩傳感器總成,方向盤轉(zhuǎn)動時,扭桿與扭矩傳感器的上半部分和下半部分存在一個相對偏轉(zhuǎn)角,扭矩傳感器就是通過檢測這個相對轉(zhuǎn)角來測量方向盤力矩的。

 

扭矩傳感器按照內(nèi)部結構分類可分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器,接觸式傳感器由于傳感元件之間一直存在滑動摩擦,因此在使用過程中容易受到磨損老化,出現(xiàn)測量信號不準確甚至報錯的情況。這種類型的傳感器已經(jīng)逐漸被淘汰,非接觸式傳感器成為市場主流。 其中霍爾式扭矩傳感器屬于應用較為廣泛的非接觸式傳感器。

 

工作原理:

 

該類扭矩傳感器通過霍爾效應在導體的兩端產(chǎn)生電勢差。主要由定子分總成、轉(zhuǎn)子分 總成、上端蓋、下端蓋、集磁極、Hall IC 組成。

 

轉(zhuǎn)子由多級磁鐵組成,固定在輸入軸上, 主要是提供磁場。定子上裝有磁軛(導磁率比較高的金屬材料),固定在下端蓋上,下端蓋與殼體固定。

 

當方向盤向左轉(zhuǎn)動時,傳感器扭桿發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形,導致轉(zhuǎn)子和定子發(fā)生轉(zhuǎn)動,使得上下磁軛與多級磁鐵發(fā)生錯動, 磁通量從 N 極至 S 極,Hall IC 接收到磁通。如果轉(zhuǎn)子與定子反方向相對位移,Hall IC 也接收反向的磁通。磁通的變化經(jīng)過霍爾 IC 轉(zhuǎn)換為相應的電壓變化,從而測量出相應的扭矩大小和方向。

 

扭矩傳感器的相關性能指標有

 

1. 直線度

 

傳感器輸出量(電壓)與輸入量(扭矩)之間的實際關系曲線偏離理想直線的程度。一般要求:≤ ±2%

 

2. 遲滯

 

在測試行程內(nèi)所有測試位置來回電壓的差值。一般要求:1%。

 

3. 電壓波動

 

安裝完成的 EPS 產(chǎn)品,360°旋轉(zhuǎn)輸出軸,傳感器信號的電壓變化。一般要求:0.08V max)。

 

4. 中位電壓

 

判斷轉(zhuǎn)向管柱是否受到轉(zhuǎn)向力的作用。中位電壓:2.50V。

 

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