基于双线圈的力矩传感器及其测试系统研究

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2、１６年５月■苏卿大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所媛交的学位论文是本人在导师的擔导下，独立进巧研究工作所取得的成果。除支中百经注明引用的內容外，本论文不當其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育枫构的学位证书而傻巧过的材料。对本文的研究作出重磬贡献賴个人和集体，均已巧文中臥明确方式标明。本人承担本声巧的法雜责任々＊、Ｂ撕ｂ！、论文作者签名；／句再如：ｗ＿费州大学学位论文使用授极声明本人完全了解苏巧大学关于收集，、保存和使用学位论文的规定即：学儘论文蕾＾作较归駕苏巧大学。

3、本学位论支电予文档的内容和纸质论义齡内容相致。苏拥大学有极向国家團书馆、中屬社科院文献倩息猜載中也、中国科学技术信息研究巧（含方方数据电子出版杜）、中国学术期巧（光盎飯）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文腾，允许论文被査驟和借縛，可斜采用影巧、缩印或其他复制手段保存和汇编学位论文，巧喊将学位论文的全部或部分巧容编入有关数据库进巧检索。潍密论文口本学位论文属巧年＿＿月解密后适用本规定。＾非涉密徐文囚作论文作者签名；／看输Ｂ期；論Ｊ、辱师签名：艮Ｂ期；兴４心＿读基于双线圈的力矩传感器及其测试系统研究基于

4、双线圈的力矩传感器及其测试系统研究中文摘要近年来，智能自行车日渐受到青睐。它的一项核心功能就是检测骑行状态，从而驱动电机使骑行更省力。力矩传感器是智能自行车的核心部件之一，是安装在各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知、检测的传感器。相比速度传感器与加速度传感器，力矩传感器凭借着精度高、频响快、可靠性好、寿命长等优点，在近几年出口欧美的助力自行车中得到广泛应用。在诸多力矩值测量的方法中，金属应变片力矩测量法以其优异的测试精度和广泛的实用性，在力矩测量领域得到了成熟的发展。为使力矩传感器能在中轴力矩测量中具有更好的工作效果，本文采用了基于双线圈无线供电和无

5、线传输的设计。采用电磁耦合谐振式无线电能传输模式，有效解决了力矩传感器因伴随中轴持续转动而无法采用有线连接供电的问题。同时，采用互感线圈搭载频率信号的方式进行输出信号的无线传输，再将输出频率信号进行比较转换，最终产生可以被电机控制器识别的电压信号。通过实验验证，该传感器良好地完成力矩信号的检测功能。为保证力矩传感器具有良好的输出性能，本文针对力矩传感器的使用环境自主设计了一套自动化测试平台。该平台对力矩传感器在助力自行车中置系统中的使用环境进行仿真，对助力自行车的行车受力进行分析和标定转换，并在测试系统中进行等效替代，实现了平台测试代替实际测试的目标。平台

6、采用伺服电机提供行车动力矩，负载制动器提供行车中所受的各部分阻力，标准转速转矩测量仪对主动轮和从动轮的标准转速转矩测量作为校准标定，程控电源对被测传感器采集电路进行供电。所有下位机设备集成于LabVIEW平台下开发的上位机测试软件，通过PCI-6229采集卡和VISA总线I/O软件进行采集和通讯。测试系统实现了对力矩传感器的耐久性测试和热敏性测试，为力矩传感器的测试提供了全新的方式和方法。除此之外，本文还对力矩传感器进行了性能评价模型PAM（performanceI基于双线圈的力矩传感器及其测试系统研究assessmentmodel）的建模。该模型可以很好

7、的评价力矩传感器的输出性能，并且以模型预测的方式对力矩传感器的测试结果予以预测。实验结果表明，模型预测的输出值同实际测量值在各种因素的综合影响下，误差在2%~5%范围内。该模型对力矩传感器的预测功能大大缩减了力矩传感器的测试周期，对力矩传感器的测试工作具有十分重要的参考价值。关键词：力矩传感器；双线圈；LabVIEW；自动化测试；性能评估模型作者：周航指导教师：陈良IIResearchonDual-coil-BasedWirelessTorqueSensorandAutomaticTestingSystemResearchonDual-coil-Based

8、WirelessTorqueSensorandAutomaticT