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MAGTROL扭矩传感器给工作带来什么作用

时间:2023-07-04      阅读:304

MAGTROL扭矩传感器给工作带来什么作用,MAGTROL扭矩传感器在电动助力转向系统中的作用电动助力转向系统可以称之为EPS,它就是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。在整个系统中,扭矩传感器起到决定性作用。与传统的液压助力转向系统不同的是电动助力转向系统具有性能应用上更大的优势。它不光在需要转向时才启动电机产生助力,这样能大大的减少发动机燃油消耗。电动助力能在各种行驶工况下提供最佳助力,减小由路面不平所引起电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力向系的扰动,改善汽车的转向特性,提高汽车的主动安全性。和液压助力相比没有液压回路,调整和检测更容易,装配自动化程度更高,且可通过设置不同的程序,快速以及不同车型匹配,缩短生产和开发周期。

扭矩传感器的发展历程大致为:光学机械变形类型、电磁感应类型、相位差类型、应变类型。1856 年汤姆逊发现了在机械应变作用下,金属丝电阻会发生变化的现象,这奠定了电阻应变片的研制基础。1938 年鲁奇与西蒙斯制造了纸基式电阻应变片。此后,电阻应变片得到了快速地发展,在工程领域得到了广泛应用,电阻应变片也是用于扭矩测量的一种较佳选择。

应变型扭矩传感器可利用被测物理量在弹性元件上产生弹性变形,因而弹性变形可通过应变片转换成电阻的变化,从而测出扭矩值。在转动状态下可靠地自供电技术和信号传输技术是此类扭矩传感器仍需研究的主要问题。1982 年日本福冈九州大学 Sasada 等研究人员研制出了新型磁头扭矩传感器,利用等离子法在转轴表面喷覆了一段磁致伸缩层,可以使整个测试装置做的紧凑。1984 年,Sasada 等人提出了改进方案,为了获得较宽的动态范围和较好的线性度,采用了具有特定形状的磁场各向异性的三角形或平行四边形磁片。1986 年 Sasada等人研究了应用非晶薄带的磁致伸缩逆效应来检测扭矩,具体的方式是在一段圆轴表面上粘贴非晶薄带,其粘贴方向与圆轴线成 45度角,最后基于此方法成功的研制了螺线管式扭矩传感器。1992 年王荣等人为改善“角度依存性”问题,采用在转轴的表面粘贴一层特制的软磁合金薄带的方法,研制了逆磁致伸缩扭矩传感器。2011 年由淮海工学院的文西芹、李纪明等人研究了一种磁弹性效应的新型扭矩传感器,其气隙扰动小、磁滞小、可满足电助力转向系统的使用要求。

由日立公司研制的 MR 编码器式扭矩传感器是转角型扭矩传感器的典型代表,其工作原理是在被测件之间安装一转轴,在转轴的两端分别装有一个 MR 编码器,由每个编码器的两相正弦输出可以分别计算出转轴两端的角度,再由两个角度交差计算出扭矩。2005 年重庆工学院远程测试与控制技术研究所开发了螺杆差动变压器式的扭矩传感器,当弹性轴受到扭力时,轴会产生一定的扭矩角度,再通过内部的衔铁作用以感应电动势的形式输出。2010 年由淮海工学院和江苏海洋资源开发研究院共同研制了一种非接触测量方式的磁电型扭矩传感器。2014 年赵浩、丁立军等人基于电磁感应原理,设计了一种新型扭矩传感器。

近年来一些新型扭矩传感器不断被开发和研制出来,包括光纤式扭矩传感器、无线声表面波式扭矩传感器、磁敏式扭矩传感器、激光多普勒式扭矩传感器、激光衍射式扭矩传感器等。如美国佛吉尼亚西蒙斯飞行器公司,为了对飞行器的涡轮发动机进行扭矩测试,研发了一种基于光纤技术的光纤式扭矩传感器。重庆大学光电技术及系统教部重点实验室的研究人员,提出了一种新型平板式压电四维力/力矩传感器,大连理工大学联合长春光学精密机械与物理研究所,研制了一种具有分载测量功能的预紧式 Stewart 结构六维力/力矩传感器

随着自控系统的不断完善和发展,对MAGTROL扭矩传感器的精度、可靠性和响应速度提出了更高的要求。扭矩传感器正呈现以下的发展趋势:

1、测试系统向微型化数字化、智能化、虚拟化和网络化方向发展;

2、从单功能向多功能发展,包括自补偿、自修正、自适应、自诊断、远程设定、状态组合、信息存储和记忆;

3、向着小型化、集成化方向发展。传感器的检测部分可以通过结构的合理设计和优化来实现小型化,IC部分可以整合尽可能多的半导体部件、电阻到一个单独的IC部件上,减少外部部件的数量;

4、由静态测试向动态在线检测方向发展;

MAGTROL扭矩传感器的测量原理

扭矩的测量:采用应变片电测技术,在弹性轴上组成应变桥。如图1所示:

1.信号输出可任意选择波形─方波或脉冲波。

2.检测精度高、稳定性好、抗干扰性强。

3.不需反复调零即可;连续测量正反扭矩。

4.即可测量静止扭矩,也可测量动态扭矩。

5.体积小、重传感器可脱离二次仪表独立使用,只要按插座针号提供 +15V,-15V(200mA)的电源,即可输出阻抗与扭矩成正比的等方波或脉冲波频率信号。量轻、易于安装。

6.测量范围: 0—10000Nm标准可选, 非标准2万Nm、3万Nm、5万Nm、8万Nm、10万Nm,特殊量程可定制。

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