基于磁弹性效应的电动转向轴用新型扭矩传感器.pdf

《基于磁弹性效应的电动转向轴用新型扭矩传感器.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2011拄仪表技术与传感器20l1第1期InstrumentTechniqueandSensorNo．1基于磁弹性效应的电动转向轴用新型扭矩传感器文西芹，李纪明(淮海工学院，江苏连云港222005)摘要：在汽车电动转向器(EPS)中，非接触式扭矩传感器起着极为重要的作用。这些扭矩传感器的开发一直是国内外众多专家研究的重点，文中提出了一种基于磁弹性效应的EPS系统转向轴用新型扭矩传感器，并对这种传感器的一些基本特性(相对磁导率和气隙、磁滞、扭矩及激励频率等不同参数影响下的传感器输出等)进行了探讨，特性分析表明，这种新型传感器具有磁滞小、气

2、隙扰动小和灵敏度高的特点，能满足EPS系统的要求。关键词：转向轴；磁滞；气隙；磁弹性扭矩传感器中图分类号：TP212．12文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)01—0005—03NewTypeofTorqueSensorforElectronicSteeringShaftBasedonMagnetoelasticEfectWENXi—qin，LIji—ming(HuaihaiInstituteofTechnology，Lianyungang222005，China)Abstract：Intheelectronicpow

3、ersteeringsystem，thetorquesensorplaysanimportantrole．Thedevelopmentofthetorquesensorhasbeenoneofthekeyissuesthatinvolvetheeffectsofmanyexperts．AnewtypeoftorquesensorforsteeringshaftofEPSsystembasedonmagnetoelasticeffectwasproposed．Thebasiccharacteristics(suchasrelativepe

4、rmeability，hysteresis，andsensoroutputinfluencedbydifferentfactorssuchasairgap，torqueandexcitingfrequency)oftorquesensorwerediscussed．Theanalysisshowthatthisnewtypeofsensor，whichhavethecharacteristicsoflowhysteresis，smallerair—gapinterferenceandhighsensitivity，cansatisfyt

5、herequirementofEPSsystem．Keywords：steeringshaft；magnetichysteresis；gap；magnetoelastictorquesensor0引言转向柱方向盘目前汽车动力转向系统是建立在液压伺服系统基础上的，这种液压伺服系统要求液压流体进行连续不断的循环以检测转向的变化，并对这种变化做出反应，因此其能量消耗成为除＼(助电力机机、构离合。发动机以外的第二大能量消耗系统。近几年来，电动助力转向。器减速机构)器(EPS)迅速发展并逐渐取代液电式动力转向器而成为一种新扭矩传感器型动力转向装置

6、⋯，与液压助力转向系统相比，这种系统能显齿轮齿条著改善汽车转向性能、降低能源消耗、减少环境污染。而且该图l转向柱式电动转向结构示意图系统具有结构简单、占用空间小、布置方便等特点。震动、温差、灰尘、湿度变化的环境，但是精度不高；采用光电电动助力转向器主要由机械转向系统、扭矩传感器、控制式，精度足够，但如何使它适应汽车恶劣性的工作环境则是一器(ECU)、电机减速总成等组成，图1所示是为典型的电动个问题；转向柱助力转向系统。这种新型动力转向系统的关键组成部因此，提出了一种基于逆磁致伸缩效应的新型扭矩传感分是扭矩传感器，它可以控制由电机传递至汽

7、车转向轮的转向器。它具有非接触检测、安装维修方便、高灵敏度、耐用性及易力，这样当转向轮处于未转向状态时，能量消耗将降到最低。于小型化等特点，适用于电动助力转向器的。同时对这种传感器的一些基本磁特性进行了探讨。因此可使众多汽车制造厂家摆脱笨重、高能耗的液压泵。1转向轴用新型磁致伸缩扭矩传感器的工作原理目前用于EPS的扭矩传感器主要有集流环型接触式电阻图2所示为用于转向轴的新型磁致伸缩扭矩传感器的外转向传感器、非接触式光电转矩传感器以及磁阻式转向传感器形图。其中转向轴为碳钢管，外径为qb21mm，材料为等。采用传统集流环方式，它的转换原理简

8、单常用，开发技术STKM13B，其矫顽力为0．17kA／m．8个检测磁芯(A—H)沿圆成熟，可靠性高，开发成本、制造成本低，抗干扰力强，特别适合周，环绕转向轴等分布置，其上缠绕有检测线圈。磁芯材料为基金项目