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介紹丨關于電動助力轉向系統中的扭矩傳感器

2022年09月20日 1011

應用于電動助力轉向系統的扭矩傳感器是通過特定的敏感元件,將轉矩物理量轉 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向系統中的扭矩傳感器

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角,扭矩傳感器就是通過檢測這個相對轉角來測量方向盤力矩的。

 

扭矩傳感器按照內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,出現測量信號不準確甚至報錯的情況。這種類型的傳感器已經逐漸被淘汰,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生電勢差。主要由定子分總成、轉子分 總成、上端蓋、下端蓋、集磁極、Hall IC 組成。

 

轉子由多級磁鐵組成,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。

 

當方向盤向左轉動時,傳感器扭桿發生扭轉變形,導致轉子和定子發生轉動,使得上下磁軛與多級磁鐵發生錯動, 磁通量從 N 極至 S 極,Hall IC 接收到磁通。如果轉子與定子反方向相對位移,Hall IC 也接收反向的磁通。磁通的變化經過霍爾 IC 轉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 產品,360°旋轉輸出軸,傳感器信號的電壓變化。一般要求:0.08V max)。

 

4. 中位電壓

 

判斷轉向管柱是否受到轉向力的作用。中位電壓:2.50V。

 

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