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東莞市廣聯(lián)自動(dòng)化科技有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品： HYDAC壓力開(kāi)關(guān),BURKERT電磁閥,WAUKEE流量計(jì),ATOS油泵,德國(guó)REXROTH電磁換向閥，BERNSTEIN傳感器 |
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2023-7-4 閱讀(786)
MAGTROL扭矩傳感器給工作帶來(lái)什么作用，MAGTROL扭矩傳感器在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中的作用電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以稱之為EPS，它就是一種直接依靠電機(jī)提供輔助扭矩的動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。在整個(gè)系統(tǒng)中，扭矩傳感器起到?jīng)Q定性作用。與傳統(tǒng)的液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不同的是電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有性能應(yīng)用上更大的優(yōu)勢(shì)。它不光在需要轉(zhuǎn)向時(shí)才啟動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生助力，這樣能大大的減少發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗。電動(dòng)助力能在各種行駛工況下提供優(yōu)良助力，減小由路面不平所引起電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩通過(guò)傳動(dòng)裝置的作用而助力向系的擾動(dòng)，改善汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特性，提高汽車(chē)的主動(dòng)安全性。和液壓助力相比沒(méi)有液壓回路，調(diào)整和檢測(cè)更容易，裝配自動(dòng)化程度更高，且可通過(guò)設(shè)置不同的程序，快速以及不同車(chē)型匹配，縮短生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)周期。
扭矩傳感器的發(fā)展歷程大致為：光學(xué)機(jī)械變形類(lèi)型、電磁感應(yīng)類(lèi)型、相位差類(lèi)型、應(yīng)變類(lèi)型。1856 年湯姆遜發(fā)現(xiàn)了在機(jī)械應(yīng)變作用下，金屬絲電阻會(huì)發(fā)生變化的現(xiàn)象，這奠定了電阻應(yīng)變片的研制基礎(chǔ)。1938 年魯奇與西蒙斯制造了紙基式電阻應(yīng)變片。此后，電阻應(yīng)變片得到了快速地發(fā)展，在工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，電阻應(yīng)變片也是用于扭矩測(cè)量的一種較佳選擇。
應(yīng)變型扭矩傳感器可利用被測(cè)物理量在彈性元件上產(chǎn)生彈性變形，因而彈性變形可通過(guò)應(yīng)變片轉(zhuǎn)換成電阻的變化，從而測(cè)出扭矩值。在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下可靠地自供電技術(shù)和信號(hào)傳輸技術(shù)是此類(lèi)扭矩傳感器仍需研究的主要問(wèn)題。1982 年日本福岡九州大學(xué) Sasada 等研究人員研制出了新型磁頭扭矩傳感器，利用等離子法在轉(zhuǎn)軸表面噴覆了一段磁致伸縮層，可以使整個(gè)測(cè)試裝置做的緊湊。1984 年，Sasada 等人提出了改進(jìn)方案，為了獲得較寬的動(dòng)態(tài)范圍和較好的線性度，采用了具有特定形狀的磁場(chǎng)各向異性的三角形或平行四邊形磁片。1986 年 Sasada等人研究了應(yīng)用非晶薄帶的磁致伸縮逆效應(yīng)來(lái)檢測(cè)扭矩，具體的方式是在一段圓軸表面上粘貼非晶薄帶，其粘貼方向與圓軸線成 45度角，最后基于此方法成功的研制了螺線管式扭矩傳感器。1992 年王榮等人為改善“角度依存性"問(wèn)題，采用在轉(zhuǎn)軸的表面粘貼一層特制的軟磁合金薄帶的方法，研制了逆磁致伸縮扭矩傳感器。2011 年由淮海工學(xué)院的文西芹、李紀(jì)明等人研究了一種磁彈性效應(yīng)的新型扭矩傳感器，其氣隙擾動(dòng)小、磁滯小、可滿足電助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的使用要求。
由日立公司研制的 MR 編碼器式扭矩傳感器是轉(zhuǎn)角型扭矩傳感器的典型代表，其工作原理是在被測(cè)件之間安裝一轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸的兩端分別裝有一個(gè) MR 編碼器，由每個(gè)編碼器的兩相正弦輸出可以分別計(jì)算出轉(zhuǎn)軸兩端的角度，再由兩個(gè)角度交差計(jì)算出扭矩。2005 年重慶工學(xué)院遠(yuǎn)程測(cè)試與控制技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)了螺桿差動(dòng)變壓器式的扭矩傳感器，當(dāng)彈性軸受到扭力時(shí)，軸會(huì)產(chǎn)生一定的扭矩角度，再通過(guò)內(nèi)部的銜鐵作用以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的形式輸出。2010 年由淮海工學(xué)院和江蘇海洋資源開(kāi)發(fā)研究院共同研制了一種非接觸測(cè)量方式的磁電型扭矩傳感器。2014 年趙浩、丁立軍等人基于電磁感應(yīng)原理，設(shè)計(jì)了一種新型扭矩傳感器。
近年來(lái)一些新型扭矩傳感器不斷被開(kāi)發(fā)和研制出來(lái)，包括光纖式扭矩傳感器、無(wú)線聲表面波式扭矩傳感器、磁敏式扭矩傳感器、激光多普勒式扭矩傳感器、激光衍射式扭矩傳感器等。如美國(guó)佛吉尼亞西蒙斯飛行器公司，為了對(duì)飛行器的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行扭矩測(cè)試，研發(fā)了一種基于光纖技術(shù)的光纖式扭矩傳感器。重慶大學(xué)光電技術(shù)及系統(tǒng)教部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員，提出了一種新型平板式壓電四維力/力矩傳感器，大連理工大學(xué)聯(lián)合長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所，研制了一種具有分載測(cè)量功能的預(yù)緊式 Stewart 結(jié)構(gòu)六維力/力矩傳感器
隨著自控系統(tǒng)的不斷完善和發(fā)展，對(duì)MAGTROL扭矩傳感器的精度、可靠性和響應(yīng)速度提出了更高的要求。扭矩傳感器正呈現(xiàn)以下的發(fā)展趨勢(shì)：
1、測(cè)試系統(tǒng)向微型化數(shù)字化、智能化、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；
2、從單功能向多功能發(fā)展，包括自補(bǔ)償、自修正、自適應(yīng)、自診斷、遠(yuǎn)程設(shè)定、狀態(tài)組合、信息存儲(chǔ)和記憶；
3、向著小型化、集成化方向發(fā)展。傳感器的檢測(cè)部分可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化，IC部分可以整合盡可能多的半導(dǎo)體部件、電阻到一個(gè)單獨(dú)的IC部件上，減少外部部件的數(shù)量；
4、由靜態(tài)測(cè)試向動(dòng)態(tài)在線檢測(cè)方向發(fā)展；
MAGTROL扭矩傳感器的測(cè)量原理
扭矩的測(cè)量：采用應(yīng)變片電測(cè)技術(shù)，在彈性軸上組成應(yīng)變橋。如圖1所示：
1.信號(hào)輸出可任意選擇波形─方波或脈沖波。
2.檢測(cè)精度高、穩(wěn)定性好、抗干擾性強(qiáng)。
3.不需反復(fù)調(diào)零即可；連續(xù)測(cè)量正反扭矩。
4.即可測(cè)量靜止扭矩，也可測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩。
5.體積小、重傳感器可脫離二次儀表獨(dú)立使用，只要按插座針號(hào)提供 +15V，-15V（200mA）的電源，即可輸出阻抗與扭矩成正比的等方波或脈沖波頻率信號(hào)。量輕、易于安裝。
6.測(cè)量范圍： 0—10000Nm標(biāo)準(zhǔn)可選, 非標(biāo)準(zhǔn)2萬(wàn)Nm、3萬(wàn)Nm、5萬(wàn)Nm、8萬(wàn)Nm、10萬(wàn)Nm，特殊量程可定制。
