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介绍丨关于电动助力转向系统中的扭矩传感器

2022年09月20日 206

应用于电动助力转向系统的扭矩传感器是通过特定的敏感元件,将转矩物理量转 换成电信号,并集成有信号处理电路的变换器。

 介绍丨关于电动助力转向系统中的扭矩传感器

扭矩传感器与扭杆组装在一起构成扭矩传感器总成,方向盘转动时,扭杆与扭矩传感器的上半部分和下半部分存在一个相对偏转角,扭矩传感器就是通过检测这个相对转角来测量方向盘力矩的。

 

扭矩传感器按照内部结构分类可分为接触式传感器和非接触式传感器,接触式传感器由于传感元件之间一直存在滑动摩擦,因此在使用过程中容易受到磨损老化,出现测量信号不准确甚至报错的情况。这种类型的传感器已经逐渐被淘汰,非接触式传感器成为市场主流。 其中霍尔式扭矩传感器属于应用较为广泛的非接触式传感器。

 

工作原理:

 

该类扭矩传感器通过霍尔效应在导体的两端产生电势差。主要由定子分总成、转子分 总成、上端盖、下端盖、集磁极、Hall IC 组成。

 

转子由多级磁铁组成,固定在输入轴上, 主要是提供磁场。定子上装有磁轭(导磁率比较高的金属材料),固定在下端盖上,下端盖与壳体固定。

 

当方向盘向左转动时,传感器扭杆发生扭转变形,导致转子和定子发生转动,使得上下磁轭与多级磁铁发生错动, 磁通量从 N 极至 S 极,Hall IC 接收到磁通。如果转子与定子反方向相对位移,Hall IC 也接收反向的磁通。磁通的变化经过霍尔 IC 转换为相应的电压变化,从而测量出相应的扭矩大小和方向。

 

扭矩传感器的相关性能指标有

 

1. 直线度

 

传感器输出量(电压)与输入量(扭矩)之间的实际关系曲线偏离理想直线的程度。一般要求:≤ ±2%

 

2. 迟滞

 

在测试行程内所有测试位置来回电压的差值。一般要求:1%

 

3. 电压波动

 

安装完成的 EPS 产品,360°旋转输出轴,传感器信号的电压变化。一般要求:0.08V max)。

 

4. 中位电压

 

判断转向管柱是否受到转向力的作用。中位电压:2.50V

 

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