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電位計式扭矩傳感器有什么特點(diǎn)
時(shí)間: 2024-04-18 09:47:24 瀏覽次數：
電位計式扭矩傳感器主要可以分為旋臂式、雙級行星齒輪式、扭桿式。其中扭桿式測量結構簡(jiǎn)單、可靠性能相對比較高，在早期應用比較多。EPS中扭桿式扭矩傳感器的結構、原理：
扭桿式扭矩傳感器主要由扭桿彈簧、轉角-位移變換器、電位計組成。扭桿彈簧主要作用是檢測司機作用在方向盤(pán)上的扭矩，并將其轉化成相應的轉角值。
轉角-位移變換器是一對螺旋機構，將扭桿彈簧兩端的相對轉角轉化為滑動(dòng)套的軸向位移，由剛球、螺旋槽和滑塊組成?；瑝K相對于輸入軸可以在螺旋方向上移動(dòng)，同時(shí)滑塊通過(guò)一個(gè)銷(xiāo)安裝到輸出軸上，可以相對于輸出軸在垂直方向上移動(dòng)。
因此，當輸入軸相對于輸出軸轉動(dòng)時(shí)，滑塊按照輸入軸的旋轉方向和相對于輸出軸的旋轉量，垂直移動(dòng)。當轉動(dòng)方向盤(pán)的時(shí)候，鈕矩被傳遞到扭力桿，輸入軸相對于輸出軸方向出現偏差。
該偏差是滑塊出現移動(dòng)，這些軸方向的移動(dòng)轉化為電位計的杠桿旋轉角度，滑動(dòng)觸點(diǎn)在電阻線(xiàn)上的移動(dòng)使電位計的電阻值隨之變化，電阻的變化通過(guò)電位計轉化為電壓。這樣扭矩信號就轉化為了電壓信號。
扭桿式扭矩傳感器的設計：
扭桿是整個(gè)扭桿扭矩傳感器的重要部件，因而扭桿式扭矩傳感器的設計關(guān)鍵是扭桿的設計。扭桿通過(guò)細齒形漸開(kāi)線(xiàn)花鍵和方向盤(pán)軸連接，另外的一端通過(guò)徑向銷(xiāo)（直徑D）與轉向輸出軸連接。
扭桿細齒形漸開(kāi)線(xiàn)花鍵端部結構外直徑：
d0=(1.15~1.25)d,長(cháng)度L=（0.5~0.7）d，為了避免過(guò)大的應力集中，采用過(guò)度圓角時(shí)，半徑R=（3~5）d，扭桿的有效長(cháng)度為l，d為扭桿有效長(cháng)度的直徑。
扭桿的扭轉剛度k是扭桿的一個(gè)重要的物理量，可以參照下面的公式計算。
當其受到扭矩Ｔ的時(shí)候，其扭轉的切應力τ和變形角φ分別為：
其扭轉剛度為：
其中d-扭桿直徑，有效長(cháng)度，Ip慣性矩，Zi抗扭截面系數
扭桿式扭矩傳感器在早期的EPS中應用比較多，但由于是接觸式的，工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦使其易磨損，影響其精度，將會(huì )被逐步淘汰。
扭桿式扭矩傳感器主要由扭桿彈簧、轉角-位移變換器、電位計組成。扭桿彈簧主要作用是檢測司機作用在方向盤(pán)上的扭矩，并將其轉化成相應的轉角值。
轉角-位移變換器是一對螺旋機構，將扭桿彈簧兩端的相對轉角轉化為滑動(dòng)套的軸向位移，由剛球、螺旋槽和滑塊組成?；瑝K相對于輸入軸可以在螺旋方向上移動(dòng)，同時(shí)滑塊通過(guò)一個(gè)銷(xiāo)安裝到輸出軸上，可以相對于輸出軸在垂直方向上移動(dòng)。
因此，當輸入軸相對于輸出軸轉動(dòng)時(shí)，滑塊按照輸入軸的旋轉方向和相對于輸出軸的旋轉量，垂直移動(dòng)。當轉動(dòng)方向盤(pán)的時(shí)候，鈕矩被傳遞到扭力桿，輸入軸相對于輸出軸方向出現偏差。
該偏差是滑塊出現移動(dòng)，這些軸方向的移動(dòng)轉化為電位計的杠桿旋轉角度，滑動(dòng)觸點(diǎn)在電阻線(xiàn)上的移動(dòng)使電位計的電阻值隨之變化，電阻的變化通過(guò)電位計轉化為電壓。這樣扭矩信號就轉化為了電壓信號。
扭桿式扭矩傳感器的設計：
扭桿是整個(gè)扭桿扭矩傳感器的重要部件，因而扭桿式扭矩傳感器的設計關(guān)鍵是扭桿的設計。扭桿通過(guò)細齒形漸開(kāi)線(xiàn)花鍵和方向盤(pán)軸連接，另外的一端通過(guò)徑向銷(xiāo)（直徑D）與轉向輸出軸連接。
扭桿細齒形漸開(kāi)線(xiàn)花鍵端部結構外直徑：
d0=(1.15~1.25)d,長(cháng)度L=（0.5~0.7）d，為了避免過(guò)大的應力集中，采用過(guò)度圓角時(shí)，半徑R=（3~5）d，扭桿的有效長(cháng)度為l，d為扭桿有效長(cháng)度的直徑。
扭桿的扭轉剛度k是扭桿的一個(gè)重要的物理量，可以參照下面的公式計算。
當其受到扭矩Ｔ的時(shí)候，其扭轉的切應力τ和變形角φ分別為：
其扭轉剛度為：
其中d-扭桿直徑，有效長(cháng)度，Ip慣性矩，Zi抗扭截面系數
扭桿式扭矩傳感器在早期的EPS中應用比較多，但由于是接觸式的，工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦使其易磨損，影響其精度，將會(huì )被逐步淘汰。
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