非接触式扭矩传感器工作原理
扭矩的测量方法和原理
扭矩的测量方法和原理扭矩是物体绕轴旋转时受到的力矩，它是描述旋转力大小和作用位置的物理量。
在工程和科学研究中，测量扭矩是非常重要的。
本文将介绍扭矩的测量方法和原理。
常见的扭矩测量方法有静态法、动态法和电信号法。
静态法主要是通过杠杆原理，将扭矩传感器固定在被测物体上，然后根据测得的传感器输出信号计算出扭矩值。
动态法则是测量物体在旋转过程中的扭转角度和加速度，通过牛顿第二定律推导出扭矩值。
电信号法则是利用电极或电阻应变片等装置，将扭矩转化为电信号，再通过电路进行测量。
下面从静态法和电信号法两个方面详细介绍扭矩的测量原理。
一、静态法静态法是一种利用杠杆原理进行扭矩测量的方法。
其原理可由下式表示：M=F×l式中，M是扭矩，单位是牛顿米（N·m）；F是施加在杠杆上的力，单位是牛顿（N）；l是施力点到旋转中心的距离，单位是米（m）。
在实际测量中，需要将扭矩传感器固定在被测物体上，使其与旋转轴平行。
当物体受到扭矩时，扭矩传感器会产生相应的变形，进而输出电信号。
通过测量传感器的输出信号，可以计算出施加在物体上的扭矩大小。
静态法的优点是测量精度高，并且适用于不同形状和材料的物体。
然而，静态法只适用于低速旋转的物体，因为在高速旋转时，由于离心力的影响，无法准确测量扭矩值。
二、电信号法电信号法是一种常用的扭矩测量方法。
其原理是利用电阻应变片的变形来测量扭矩。
当物体受到扭矩作用时，电阻应变片会产生相应的应变，从而引起电阻值的变化。
通过测量电阻值的变化，可以间接得到扭矩变化的大小。
电信号法的基本原理如下：1.将电阻应变片安装在固定的位置上，使其与旋转轴垂直。
2.当物体受到扭矩作用时，电阻应变片的传感网格发生形变，导致电阻值的变化。
3.将电阻值变化转化为电信号输出。
4.通过测量电信号的强度，可以得到扭矩的大小。
电信号法的优点是测量范围广，可适用于高速旋转的物体。
此外，电信号法具有快速响应、准确可靠等特点。
扭矩传感器校验标准
扭矩传感器校验标准一、扭矩传感器校准基本原理扭矩传感器是用于测量机械设备扭矩的一种传感器。
在实际应用中，为了确保测量结果的准确性和可靠性，通常需要对扭矩传感器进行定期校准。
扭矩传感器的校准基本原理是通过比较标准负载和实际测量结果，对传感器的输出进行校准。
扭矩传感器的校准可分为静态校准和动态校准两种方法。
二、静态校准静态校准是指在负载不变的情况下进行校准。
静态校准方法可以采用标准砝码比较法或者悬挂法。
（1）标准砝码比较法：该方法是将标准砝码悬挂在传感器的接头位置，通过比较传感器的读数和标准砝码的重量，来验证传感器读数的准确性。
该方法适用于小扭矩传感器的校准。
实际操作步骤：①将标准砝码悬挂在传感器的接头位置；②读取传感器的输出值，并记录下来；③拿下标准砝码，重新读取传感器的输出值，并将读数与记录值进行比较，以验证传感器的准确性。
（2）悬挂法：悬挂法也是一种直接比较法，常用于大扭矩传感器的校准。
该方法是通过悬挂不同重物，来比较传感器输出的扭矩值。
具体的操作步骤如下：①将传感器安装在支架上，使其与安装板平行；②悬挂不同重物，同时记录传感器读数；③重复上述步骤2-3，直到悬挂不同重物时记录值与实际值误差最小。
三、动态校准动态校准是在负载变化的情况下进行校准。
动态校准方法可以采用扭矩标定器或者校准架进行。
（1）扭矩标定器：扭矩标定器是一种实验室常用的校准设备，适合于精度要求比较高的扭矩传感器。
该设备通过一块标定轮和一个电器控制系统，产生一定的转矩信号，并将该信号传输到扭矩传感器上进行校准。
实际操作步骤：①根据标定器的使用说明，将传感器连接到标定器上；②按照标定器的设置要求，将标定器设置为连续或者单点模式；③开始标定程序，记录下标定过程中每个数据点的数据，并进行校准。
（2）校准架：校准架是一种相对简单的校准设备，构造简单，易于使用，适合于现场扭矩传感器的校准。
实际操作步骤：①将扭矩传感器安装在校准架上，并连接好电缆；②带负载操作，根据需要改变负载大小；③记录传感器的读数，检查校准结果是否符合需求。
几种常见的电阻应变式旋转扭矩传感器
计 测 技 术
计 量 、测 试 与 校 准 ·３５·
２ 非接触式旋转扭矩传感器 非接触式旋转扭矩传感器 中能量的传递都是通过
非接触 耦 合 的 电磁 感 应 来 供 电 的 ，传 递 电压 为 ９Ｖ 左右 。
电感 集 流环 是 应 用 初 级线 圈 与次 级 线 圈 之 间 的 电 磁感应现象来进行非接触能源传递 的，解决 了在旋转 运 动状态 下 ，对 旋 转 扭 矩 传 感 器 进 行 持 续 、非 接 触 供 能 的问题 。 电感集 流环 的初 级 线 圈是 绕 在 一 个 静 止 的 尼龙骨架上 ，外 面包有 电磁纯铁 ，卡在传感器 的外壳 上 ；次级线 圈是 绕 在 一 个 圆环 形 电磁 纯铁 上 ，圆环 形 电磁 纯铁 固定 在 弹 性 轴上 ，与 轴 一起 旋 转 。静 止 的 和 旋转的线圈同轴 布置，互相不接触 ，有一个很小的空 气间隙。为 了提高两个线 圈之间的耦合 系数 ，这个 间 隙应该 尽 可 能做 得 小 ，通 常 约 为 ０．１５ ｍｍ… 。加 在 初
转速 、低 转 速 等 各 种 测 量 状 态 下 应 采 取 哪 种 旋 转 扭 矩 传 感 器 进 行 测 量 及 各 种 旋 转 扭 矩 传 感 器 的 优 缺 点 都 进 行 了详
细 的 分 析 。
关 键 词 ：旋 转 扭 矩 ；信 号 传 输 ； 无 线 传 输 ； 电磁 感 应 ；卡 环 式
收 稿 日期 ：２００９—１２—２１ 作者简介 ：柴继新 （１９７８一），女 ，工程 师 ，从事力学计量仪器 与测试方法的研究及力学计量测试产 品的开发 。
EPS系统在工作过程中,需要接受哪些传感器信号 简答题
EPS系统在工作过程中,需要接受哪些传感器信号简答题（一）EPS主要由扭矩传感器、车速传感器、电动机、减速机构和电子控制单元(ECU)等组成，扭矩传感器是EPS系统中最重要的器件之一，是一种直接依靠电机提供辅助扭矩的动力转向系统。
HPS由液压和机械等两部分组成，它是以液压油做动力传递介质，通过液压泵产生动力来推动机械转向器，从而实现转向的。
EPS与HPS 相比,EPS具有很多优点。
第一，减少发动机燃油消耗。
因为EPS系统仅在需要转向时才启动电机产生助力，而HPS在汽车发动之后，无论是否转向，都要工作，所以在一定程度上浪费了发动机动力资源。
第二，能在各种行驶工况下提供最佳助力，减小由路面不平所引起电动机的输出转矩通过传动装置的作用而助力向系的扰动，改善汽车的转向特性,提高汽车的主动安全性。
此外，EPS不存在漏油问题,减小对环境的污染。
因此相对来说买车如果有EPS的要比HPS的好。
大众开迪和途安这款多功能车就是EPS系统的，转向手感特好。
（二）一、电阻式转向传感器它由电位计、集成电路IC部分、电流信号输出部分组成。
电位计实际上是一个滑动可变电阻器，其滑动触电固定在输出轴上，电阻线(滑动部分)固定在输入轴上。
当操作方向盘时，滑动触电在电阻线上的移动使电位计的电阻值随之变化。
这种电阻值的变化经IC处理*终以电流变化的形式从滑环与电刷输出结构将方向盘转向信导送至ECU中。
ECU从该电流信导可以判断出方向盍回转方向.即在设置值以上为向右旋转，在设置值以下为向左旋转.并且以此来决定电机的回转方向。
电阻式转向传感器在早期的EPS中应用较多。
这种传感器体积大，价格低，由于是接触式结构，工作时产生的摩擦使其易于磨损。
二、非接触式电感扭矩传感器非接触式电感扭矩传感器由安装在输出轴上的探测环以及探测线圈、补偿线圈组成。
两种线圈构成桥式电路。
当扭杆受方向盘的转动力矩作用而扭转时，因线匿是固定不动的，使得探测线圈与探测环之间的位置发生变化而导致线圈磁阻改变，因此该磁阻的变化就反映了扭矩的变化。
力矩传感器原理
力矩传感器原理
力矩传感器是一种用于测量轴承或结构上施加的扭矩或力矩的装置。
它们基于弹性元件的变形来测量力矩的大小。
以下是力矩传感器的工作原理和构造：
1. 弹性元件：力矩传感器通常包含一个弹性元件，如弹簧或梁。
当施加力矩或扭矩时，弹性元件会发生变形。
这种变形可以通过传感器中的一种测量方法来检测。
2. 变形检测：变形检测可以使用多种方法，例如电阻、电容、电感或光纤。
其中，电阻和电容是最常用的检测方法。
传感器中会通过弹性元件上的应变计（如金属电阻片）来测量扭矩引起的变形。
3. 信号转换：测量到的变形信号需要转换成电信号，以便后续处理和读数。
这通常通过一系列电子设备来实现。
其中一个常见的方法是使用Wheatstone电桥电路来测量弹性元件上的电
阻变化。
4. 输出显示：得到的电信号可以通过数字显示装置或模拟指针来显示和读取。
数字显示装置通常以数值形式显示扭矩值，而模拟指针则根据力矩大小的变化来指示相应的扭矩值。
总之，力矩传感器基于弹性元件的变形来测量力矩或扭矩。
通过检测弹性元件上的变形并将其转换为电信号，可以获得与施加的扭矩或力矩成比例的输出值。
这使得力矩传感器在各种应用中被广泛使用，如机械测试、工业自动化和控制系统等。
扭矩传感器说明书
扭矩传感器说明书扭矩传感器说明书一、产品简介扭矩传感器是一种用于测量旋转物体所受扭矩的装置。
它通常由弹性体和应变计组成，当受力时，弹性体会发生形变，而应变计能够将这种形变转化为电信号输出。
二、产品特点1.高精度：扭矩传感器具有高精度的测量能力，能够满足各种工业应用的要求。
2.稳定性好：该传感器采用先进的技术和材料制造而成，具有较好的稳定性和耐用性。
3.易于安装：该传感器结构简单、重量轻、易于安装和维护。
三、产品参数1.测量范围：0-1000N·m2.非线性度：<±0.1%FS3.重复性误差：<±0.05%FS4.灵敏度：2±0.001mV/V5.工作温度范围：-40℃~+85℃四、使用方法1.安装前需检查传感器是否完好无损。
2.将传感器正确安装在需要测量扭矩的设备上，并保证传感器与设备之间紧密贴合。
3.接通电源，根据设备的要求调整传感器的灵敏度和零点校准。
4.开始测量并记录数据。
五、注意事项1.使用前请仔细阅读本说明书，并按照说明进行操作。
2.禁止在高温、高湿等恶劣环境下使用该传感器。
3.避免将传感器受到强烈的冲击或振动，以免影响测量精度和稳定性。
4.在使用过程中如发现异常情况，请及时停止使用并联系售后服务人员进行处理。
六、维护保养1.每次使用后应将传感器清洁干净，并储存于干燥通风处。
2.定期检查传感器的电缆和连接器是否完好无损，并进行必要的更换或维修。
3.如需更换传感器内部元件，请联系售后服务人员进行处理。
七、售后服务本公司承诺为用户提供优质的售后服务，如有任何问题或意见，请随时与我们联系。
以上为扭矩传感器说明书，希望能够对用户有所帮助。
如有任何疑问或需要进一步了解该产品，请联系我们。
扭矩传感器-burster扭矩传感器
3.3 Hella 的 TAS 方 案
Hella TAS 传感器方案最大的创新在于： 完 全抛 弃永 磁体 ，通 过在 PCB 上的 印制 线路 形成电 感线 圈， 在线 圈两 端施 加
电 压以 后即 在空 中形 成 hall 效应 所需 要的 磁场 为 了测 量绝 对角 度， 跟 Valeo 的 方案 比， 只增 加了 一组 齿轮
一 般来 说，电动 助力 转向系 统的 基本 策略 如下 图，可 见其 所有 基本 控制 模块 ， 输入要么需要方向盘力矩信号，要么需要方向盘转角信号（方向盘转速通过 转角信号计算得到），这两个信号一般来说是通过一个扭矩转角传感器 TAS （ Torque and Angle Sensor） 来获 取。 本文 浅尝 辄止 地讲 一讲 目前 EPS 系 统中用到的主流扭矩转角传感器。
3.2 Valeo 的 TAS 方 案 Valeo 的传感器也是使用永磁体励磁，但是只有永磁体和传感单元两个单元。 跟 Bosch 的传 感器 相比 较 ，我 们可 以理 解成 valeo 把 FTU 和 SU 做 了集 成化 。
永 磁体 励磁 的 TAS 扭矩 检测 原理 如下 图所 示： （ 1）永磁 体在 圆周 上均 匀分 步 n 对磁 场 N－ S 极（一 般为 8 对），磁 场在 气 隙内呈均匀正弦分步 （ 2）当 永磁 体和 磁场 传导 单元 发生 相对 角位 移时，磁场 传导 单元 所在 位置 的 空间磁场发生相应变化 （ 3） Hall 芯 片感 应磁 场传 导单 元所 在位 置的 磁场， 并将 其转 换成 电压 信号
TAS 的扭 矩检 测功 能， 其本 质上 还是 一个 转角 传感 器， TAS 与扭 杆组 装在 一 起构成扭矩传感器总成，方向盘转动时，扭杆与扭矩传感器的上半部分与下 半部分存在一个相对偏转角， TAS 就是通过检测这个相对转角来测量方向盘 力矩的。
霍尔式扭矩传感器工作原理
霍尔式扭矩传感器工作原理
霍尔式扭矩传感器的工作原理主要基于霍尔效应。
当导体中通过电流时，置于该导体周围的磁场会引起在导体中产生电压的现象，这就是霍尔效应。
在扭矩传感器中，一般会设置一个或多个磁体或电磁线圈，产生一个磁场。
这个磁场的方向和强度通常是固定的。
在旋转轴上或附近的固定位置安装有霍尔元件。
霍尔元件是一个半导体器件，基于霍尔效应工作。
它通常包括一个薄片，当电流通过该薄片并在磁场中运动时，会产生电势差。
当轴扭转时，轴上的磁场相对于霍尔元件会发生变化。
根据霍尔效应，这个变化会导致霍尔元件中产生电势差。
电势差的大小与轴上的磁场强度变化成正比。
产生的电势差信号经过传感器内部的信号处理电路进行处理，通常被转换为数字信号。
以上信息仅供参考，建议查阅专业书籍或咨询专业人士获取更全面的信息。
扭矩传感器样本
Φ 18
Φ85
150
Φ 18
Φ85
150
Φ 28
Φ95
152
Φ 28
Φ95
152
Φ 38
Φ105 154
Φ 38
Φ105 154
Φ 48
Φ115 156
Φ 55
Φ125 168
Φ 75
Φ146 180
Φ 100
Φ182 180
Φ 120
Φ208 180
Φ 165
Φ250 200
L L1 H
224 32 123 224 32 123 242 42 133 242 42 133 272 57 144 272 57 144 328 82 150 385 105 161 396 105 187 447 130 244 520 165 280 600 200 300
转速转矩传感器
类型
常规动态测试
静态（适用于非旋转场合）
小量程（10 牛米以下）
为 4 型换代产品
为 6 型换代产品
可以同时测量轴向力
测量范围（NM）
0—0.5
0—1
0—2
0—5
1—10
2—20
5—50
10—100
20—200
30—300
50—500
70—700
100—1000
200—2000
500—5000
8
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北京三承恒薇科技有限公司
转速转矩传感器
JSC6A 型传感器
JSC6A 扭矩传感器为我公司 JSC6 型的换代产品，该型号传感器具有体积 小巧、安装方便的特点。它的安装方式同 JSC4 型传感器。
扭矩传感器
基本的扭矩传感器
由于导电滑环属于磨擦接触，因此不可避免地存在着磨损并发热，因而限制了 旋转轴的转速及导电滑环的使用寿命。及由于接触不可靠引起信号波动，因而 造成测量误差大甚至测量不成功。为了克服导电滑环的缺陷，另一个办法就是 采用无线电遥测的方法 :将扭矩应变信号在旋转轴上放大并进行V/F转换成频率 信号，通过载波调制用无线电发射的方法从旋转轴上发射至轴外，再用无线电 接收的方法，就可以得到旋转轴受扭的信号。
扭矩传感器
扭矩可以分为两大类，静态扭矩或动态扭矩。用于测量扭矩的方法可以被 进一步分为两类，反扭矩和联机扭矩测量。被测扭矩的类型以及现有各类传感 器，对所测的数据精度及测量的成本有重要影响。
1. “静态”扭矩 这个静态是指传感器的测量弹性体不参与相对运动。从受力理解，这类测试是 测试弹性体相对受的反作用力。常见的是一端固定，另一端受力的轴。 也有某些特殊的设计能够以静态的方式测量动态的扭矩，比如测试电机扭矩的 扭矩台，电机固定在一个台架上，电机运行中对台架产生的反作用力被检测并 还原为扭矩。 2.动态扭矩 动态扭矩的测量弹性体一般会参与相对运动（主要是转动）。因为有相对运动， 所以整体设计上对引线/信号处理以及机械连接方式要求较高。一般采用轴-轴联 轴器或法兰-法兰弹性连接器。
1、2、3-加速度传感器;4集流环;5滚-轮;6碳-刷架;7机-架 图2
缺点是因为属于摩擦不能承受很高的转速，即是采用空气降温或液体降温（目 前氟里昂在西方国家已被禁用）。摩擦造成信号噪音会随着使用增加。单集流 环的优点也是别的产品很难替代的，首先是它的高响应速度/数据传输速度， 因为是模拟方式集流环不存在信号的延迟或使响应问题，某些高动态试验只能 靠集流环。
2.磁电感应式扭矩传感器 如左图( 磁电感应式扭矩传感器)所示，在转轴上 固定两个齿轮1和2，它们的材质、尺寸、齿形和 齿数均相同。永久磁铁和线圈组成的磁电式检测 头3和4对着齿顶安装。当转轴不受扭矩时，两线 圈输出信号相同，相位差为零。转轴承受扭矩后， 相位差不为零，且随两齿轮所在横截面之间相对 扭转角的增加而加大，其大小与相对扭转角、扭 矩成正比。 优点： 实现了转矩信号的非接触传递，检测信号为数字信号 缺点： 体积较大，不易安装，低转速时由于脉冲波的前后沿较缓不易比较，因此低 速性能不理想。
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非接触式扭矩传感器工作原理
非接触式扭矩传感器是一种用于测量物体扭转力矩的传感器。
它通过无需直接接触物体的方式，实时监测扭矩的变化，具有高精度、高灵敏度和长寿命等优点，被广泛应用于工业自动化、汽车制造和航空航天等领域。
非接触式扭矩传感器的工作原理主要基于磁性耦合效应和霍尔效应。
在传感器中，通常会有一对磁铁，其中一个固定在传感器的外壳上，另一个则连接到扭矩传输轴上。
当物体受到扭转力矩时，传输轴也会相应扭转，进而改变磁铁之间的相对位置。
传感器内部有一组霍尔元件，它们可以感测到磁场的变化。
当传输轴扭转时，磁铁的相对位置也会改变，进而改变传感器内部的磁场分布。
霍尔元件通过感测磁场的变化，可以将扭矩转化为电信号输出。
具体来说，当扭矩传输轴扭转时，连接在轴上的磁铁也会随之扭转。
磁铁产生的磁场会穿过传感器外壳，进入传感器内部。
在传感器内部，有一组放置在磁场路径上的霍尔元件。
当磁场经过霍尔元件时，会产生霍尔电压。
传感器通过测量霍尔电压的变化来确定扭矩的大小。
当扭矩增加时，磁铁之间的相对位置也会改变，磁场的分布也会发生变化，进而引起霍尔电压的变化。
传感器通过对霍尔电压进行采样和处理，可以
实时获得扭矩的数值。
非接触式扭矩传感器的优点在于无需直接接触被测物体，避免了由于接触传感器而对物体造成的干扰。
同时，由于传感器内部的霍尔元件无需与物体接触，其寿命相对较长，且精度和灵敏度较高。
非接触式扭矩传感器的应用非常广泛。
在工业自动化领域，它常用于测量旋转机械设备的扭矩，如电机、发动机、液压泵等。
在汽车制造领域，非接触式扭矩传感器可以用于测量发动机的扭矩输出、变速器的扭矩传输等。
在航空航天领域，非接触式扭矩传感器可以用于测量飞机发动机的扭矩输出、飞行控制系统的扭矩传输等。
非接触式扭矩传感器是一种通过无需直接接触物体的方式，实时监测扭矩变化的传感器。
它通过磁性耦合效应和霍尔效应，将扭矩转化为电信号输出。
非接触式扭矩传感器具有高精度、高灵敏度和长寿命等优点，在工业自动化、汽车制造和航空航天等领域得到广泛应用。