[实用新型]扭矩传感器

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及一种扭矩传感器，具体是涉及一种造价低，使用寿命长并且精度高的扭矩传感器。

【背景技术】

用于汽车工业的电动助力转向系统一般包括方向盘、扭矩传感器、电控单元及助力电动机。电动助力系统需要将方向盘的扭矩大小转换为电信号，传送给电控单元，电控单元产生合适的电流，驱动助力电机产生合适的助力，完成助力转向。电动助力转向系统是一种具有设置在汽车转向系上的电动机，以便通过使用电控单元控制给电动机提供的动力从而减轻驾驶员操纵工作的系统。

在传统的一般电动助力转向系统中，都要用到扭矩传感器。扭矩传感器是一种将方向盘上的扭矩转换成电信号的单元。通常的扭矩传感器使用电位器，采用机械接触的方式来触动电位器电位发生变化。具体来讲，当方向盘上有扭矩时，连接方向盘的扭杆产生相对扭转，扭杆相对转动后带动扭杆下方连接的圆环上下移动，上下移动的圆环再带动电位器旋转。在电位器上加上恒定的电压，就产生了一个随扭矩变化而变化的电压。但是，传统的扭矩传感器由于电位器、圆环与固定壁面不断摩擦，经常转动电位器、圆环都会产生磨损，大大降低了传感器的使用寿命。而且，由于摩擦阻力的作用，方向盘使用时的手感比较差，同时传感器对方向盘的扭转感应精度也比较低。进一步的传统中使用的电位式扭矩传感器其从扭矩到电信号的转变过程里中间环节很多，零件数量很多，成本很高。

在传统的高挡电动助力转向系统中，采用光学式扭矩传感器。所述光学式扭矩传感器通过光栅的相对位移来测量扭杆扭转的角度，再将光线的变化转化为电信号，经过放大和调理电路，输出相对应的扭矩信号。但是，虽然光学式扭矩传感器是非接触式的，没有磨损的问题寿命长，而且精度高。但其制作的成本很高，而且光栅的精度要求高制作工艺也相应的比较复杂。在一般的电动助力转向系统中，很少采用。

【发明内容】

本实用新型的目的是提出一种造价低，使用寿命长并且精度高的扭矩传感器。

实现上述目的的技术方案是：一种扭矩传感器，包括扭杆、固定在扭杆一端的第一导磁装置及连接在扭杆另一端的第二导磁装置，可通电的第一线圈在第一导磁装置内形成恒定磁通量，可通电的第二线圈在第二导磁装置内形成可变磁通量，所述第二导磁装置的可变磁通量随着扭杆的扭转而发生变化，所述第二线圈的电流及电压随着可变磁通量的变化而变化，所述扭矩传感器输出第一线圈及第二线圈的电流或者电压。

所述扭杆一端套设有第一连接轴，另一端套设有第二连接轴，所述第一导磁装置包括彼此相向的形成恒定磁通面的第一导磁环及第二导磁环，所述第一连接轴外部纵向依次紧固所述第一导磁环及第二导磁环，所述第二导磁装置包括第三导磁环，所述第二连接轴外部紧固所述第三导磁环，所述第三导磁环与所述第二导磁环之间彼此相向形成可变磁通面。

所述第二导磁环的上下缘都设置有导磁的突起部与隔磁的凹陷部，所述第三导磁环在靠近第二导磁环的一侧边缘处也形成与第二导磁环相对设置的导磁的突起部与隔磁的凹陷部，所述第二导磁环的上缘的突起部与第一导磁环之间形成恒定磁通面，所述第二导磁环的下缘的突起部与第三导磁环上缘突起部之间随着扭杆的扭转形成所述可变磁通面。

所述扭矩传感器还包括一信号发生电路，所述信号发生电路包括振荡器和与振荡器串联的放大器，所述振荡器的信号经过放大器放大后分别输给第一线圈与第二线圈。

所述扭矩传感器还包括一信号输出电路，所述信号输出电路包括主输出电路与付输出电路，主、付输出电路分别包括相互串联的信号放大器与信号调理器。所述第一线圈的电流或者电压信号依次经过主输出电路的主信号放大器及用来去扰和信号整形的主信号条理器然后输出；所述第二线圈的电流或者电压信号依次经过付输出电路的付信号放大器及用来去扰和信号整形的付信号条理器然后输出。

一种电动助力转向系统，包括方向盘、扭矩传感器、电控单元及助力电动机。所述扭矩传感器包括连接方向盘的扭杆、固定在扭杆一端的第一导磁装置及连接在扭杆另一端的第二导磁装置，可通电的第一线圈在第一导磁装置内形成恒定磁通量，可通电的第二线圈在第二导磁装置内形成可变磁通量，所述第二导磁装置的可变磁通量随着扭杆的扭转而发生变化，所述第二线圈的电流及电压随着可变磁通量的变化而变化，所述电控单元根据第一线圈及第二线圈输出的电流或者电压计算出助力电动机的转向和助力电流的大小，完成转向助力控制。