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扭矩传感器的原理是什么

时间:2022-03-01 17:29:01

据天沐小编了解,扭矩传感器一般用于测量驾驶员在方向盘上的扭矩大小和方向,并将其转换为电信号。动力转向ECU接收此信号和速度信号,决定辅助动力的方向和大小,从而减小低速行驶时的转向扭矩,适度增加高速行驶时的转向扭矩,是电控动力转向系统的重要组成部分之一。

 扭矩传感器的原理是什么

一般来说,扭矩是外力矩。例如,机床主轴旋转是动力源提供的外力矩作用的结果,而扭矩是内力矩。当主轴工作时,刀具切削力对主轴的反作用会产生扭转弹性变形,扭矩传感器可以用来衡量扭矩的大小。扭矩是使物体旋转或扭转变形的扭矩,等于力和臂的乘积。

 

扭矩是旋转动力系统中最常见的参数。为了检测旋转扭矩,扭转角相位差传感器被广泛使用。传感器在弹性轴的两端安装了两组齿数。形状和安装角度完全相同的齿轮,齿轮外侧安装了一个接近(磁或光)传感器。

 

当弹性轴旋转时,这两组传感器可以测量两组脉冲波。通过比较这两组脉冲波前后边缘的相位差,可以计算出弹性轴所承受的扭矩。该方法的优点:实现转矩信号的非接触传输,检测信号为数字信号;缺点:体积大,安装困难。低速时,由于脉冲波前后边缘缓慢,低速性能不理想。

 

扭矩测试的成熟检测方法是应变电测技术,具有精度高、频率快、可靠性好、使用寿命长等优点。用应变胶粘贴测量弹性轴,形成应变桥。如果向应变桥提供工作电源,可以测试弹性轴扭转的电信号。这是基本的扭矩传感器模式。

 

目前,扭矩传感器可分为接触式和非接触式。非接触式扭矩传感器又称滑动可变电阻扭矩传感器。接触式扭矩传感器在转向轴和转向小齿轮之间安装扭杆。当转向系统工作时,用滑环和电位计测量扭杆的变形并转换为电压信号。

 

非接触式扭矩传感器中有两对磁极环。当输入轴与输出轴相对旋转时,磁极环之间的空气间隙发生变化,导致电磁感应系数发生变化,在线圈中产生感应电压,并将电压信号转换为扭矩信号。非接触式扭矩传感器具有体积小、精度高的优点。例如,丰田花冠汽车使用非接触式扭矩传感器。

 

此外,一些传感器还可以测量方向盘转角的大小和方向。扭矩测量系统复杂且成本高,许多元件集成在一起。例如,丰田将转向电机、扭矩传感器和转向柱集成在一起,形成转向柱组件,使转向控制更加准确可靠。

 

一般来说,当扭矩传感器损坏或性能差时,转向系统会出现以下四种故障:

 

1.转向困难;左右转向力矩不同或转向力矩不均;

 

2.行驶时转向扭矩不随车速变化或方向盘不能正确回正;

 

3.P/S警示灯亮在组合仪表上。

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