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扭矩傳感器的原理是什么

時間:2022-03-01 17:29:01

據天沐小編了解,扭矩傳感器一般用于測量駕駛員在方向盤上的扭矩大小和方向,并將其轉換為電信號。動力轉向ECU接收此信號和速度信號,決定輔助動力的方向和大小,從而減小低速行駛時的轉向扭矩,適度增加高速行駛時的轉向扭矩,是電控動力轉向系統的重要組成部分之一。

 扭矩傳感器的原理是什么

一般來說,扭矩是外力矩。例如,機床主軸旋轉是動力源提供的外力矩作用的結果,而扭矩是內力矩。當主軸工作時,刀具切削力對主軸的反作用會產生扭轉彈性變形,扭矩傳感器可以用來衡量扭矩的大小。扭矩是使物體旋轉或扭轉變形的扭矩,等于力和臂的乘積。

 

扭矩是旋轉動力系統中最常見的參數。為了檢測旋轉扭矩,扭轉角相位差傳感器被廣泛使用。傳感器在彈性軸的兩端安裝了兩組齒數。形狀和安裝角度完全相同的齒輪,齒輪外側安裝了一個接近(磁或光)傳感器。

 

當彈性軸旋轉時,這兩組傳感器可以測量兩組脈沖波。通過比較這兩組脈沖波前后邊緣的相位差,可以計算出彈性軸所承受的扭矩。該方法的優點:實現轉矩信號的非接觸傳輸,檢測信號為數字信號;缺點:體積大,安裝困難。低速時,由于脈沖波前后邊緣緩慢,低速性能不理想。

 

扭矩測試的成熟檢測方法是應變電測技術,具有精度高、頻率快、可靠性好、使用壽命長等優點。用應變膠粘貼測量彈性軸,形成應變橋。如果向應變橋提供工作電源,可以測試彈性軸扭轉的電信號。這是基本的扭矩傳感器模式。

 

目前,扭矩傳感器可分為接觸式和非接觸式。非接觸式扭矩傳感器又稱滑動可變電阻扭矩傳感器。接觸式扭矩傳感器在轉向軸和轉向小齒輪之間安裝扭桿。當轉向系統工作時,用滑環和電位計測量扭桿的變形并轉換為電壓信號。

 

非接觸式扭矩傳感器中有兩對磁極環。當輸入軸與輸出軸相對旋轉時,磁極環之間的空氣間隙發生變化,導致電磁感應系數發生變化,在線圈中產生感應電壓,并將電壓信號轉換為扭矩信號。非接觸式扭矩傳感器具有體積小、精度高的優點。例如,豐田花冠汽車使用非接觸式扭矩傳感器。

 

此外,一些傳感器還可以測量方向盤轉角的大小和方向。扭矩測量系統復雜且成本高,許多元件集成在一起。例如,豐田將轉向電機、扭矩傳感器和轉向柱集成在一起,形成轉向柱組件,使轉向控制更加準確可靠。

 

一般來說,當扭矩傳感器損壞或性能差時,轉向系統會出現以下四種故障:

 

1.轉向困難;左右轉向力矩不同或轉向力矩不均;

 

2.行駛時轉向扭矩不隨車速變化或方向盤不能正確回正;

 

3.P/S警示燈亮在組合儀表上。

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