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廣州洋奕傳感器有限公司
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扭桿通過細齒形漸開線花鍵和方向盤軸連接,另外的一端通過徑向銷(直徑D)與轉向輸出軸連接,扭桿細齒形漸開線花鍵端部結構外直徑 d0=(1.15~1.25)d ,長度 L=(0.5~0.7)d,為了避免過大的應力集中,采用過度圓角時,半徑 R=(3~5)d,扭桿的有效長度為l,d為扭桿有效長度的直徑。 扭桿的扭轉剛度k是扭桿的一個重要的物理量, 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,有效長度,Ip慣性矩,Zi抗扭截面系數 如圖3為某扭矩傳感器扭桿的試驗曲線,曲線的斜率即為扭轉剛度k。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,工作時產生的摩擦使其易磨損,影響其精度,將會被逐步淘汰。
金屬電阻應變片的扭矩傳感器
傳感器扭矩測量采用應變電測技術。在彈性軸上粘貼應變計組成測量電橋,當彈性軸受扭矩產生微小變形后引起電橋電阻值變化,應變電橋電阻的變化轉變為電信號的變化從而實現扭矩測量。傳感器就完成如下的信息轉換: 傳感器由彈性軸、測量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。彈性軸是敏感元件,在45度和135度的方向上產生zui大壓應力和拉應力,這個時候承受的主應力和剪應力相等,其計算公式為: 式中τ—主應力,此時與σ相等Wp—軸截面極矩測量電橋可以采用半導體電阻應變片,并將它們接成差動全橋,其輸出電壓正比于扭轉軸所受的扭矩。 應變片的電阻R1=R2=R3=R4=R0,可以得到下面的式子: 式中, E-軸材料的彈性模量 u-電橋的供電電壓 S-電阻應變片的靈敏度系數放大電路采用儀器用放大電路,它由儀器用放大電路構成,也有三只單運放電路組合而成, 放大倍數為K,放大后的電壓V為: 為了使一起具有高精度,必須使靈敏度系數 為常數。在金屬電阻應變片的扭矩傳感器中,需要解決的技術關鍵是: (1)、彈性軸的工作區域不應該大于彈性區域的1/3,且取初始段。為了將遲滯誤差減低到zui底,按照超載能力指數選取zui大的軸徑。 (2)、采用LM型硅擴散力敏全橋應變片,較好的敏感性,很小的非線形度 (3)、采用高精度的穩壓電源。
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