[实用新型]汽车转向机用电容式扭矩传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及检测、定位用传感器领域，尤其涉及一种应用于汽车转向机的采用电容器的扭矩传感器。

背景技术

目前，控制汽车运行的关键部件之一-转向机总成的扭矩传感器通常采用磁感应式扭矩传感器，该磁感应式扭矩传感器的设计要点在于：在输入轴端和小齿轮端分别安装有扇形磁铁和对磁场强度敏感的磁阻传感器，两者配合形成磁感应式扭矩传感器，当输入轴无外加扭矩时，扭转角为零，而当有扭矩作用于输入轴而使扭杆产生形变时，扇形磁铁和磁阻传感器也会产生相对位移，磁场强度发生变化，此时通过磁阻传感器感应出来的磁场强度的变化就可以计算出位移量，进而再继续换算成扭矩的大小。

经过装配成本计算综合得出，现有技术下的磁感应式扭矩传感器虽然灵敏度较高，受温度等外界环境因素的影响较小，但也存在缺点：

1.磁感应式扭矩传感器其成本较高，不利于转向机总成成本的降低；

2.磁感应式扭矩传感器信号处理较复杂，需要其他装置的辅助，进一步提高了转向机总成的成本。

故现迫切需要一种新型的扭矩传感器，再降低成本的同时，也能维持磁感应式扭矩传感器灵敏度高、受外界环境因素的影响较小的优点。

实用新型内容

为了解决现有技术下的磁感应式扭矩传感器成本较高、信号处理较复杂的缺点，本实用新型提供了汽车转向机用电容式扭矩传感器，将原设计中的感应磁场强度变化的磁感应式扭矩传感器的扇形磁铁及磁阻传感器分别替换成两块正对、平行的金属极板，将扭杆的形变转化为平行板电容器极板正对面积的变化，从而使得电容量产生变化，并在下方极板两边分别安装一块小极板来感应转向方向，通过电路处理可以将电容量的变化转换为电流量的变化，将其输入到单片机直接进行处理获得扭矩大小，本实用新型的汽车转向机用电容式扭矩传感器可以减少磁阻传感器、扇形磁铁及信号处理IC等元器件，大大降低了生产成本，而且灵敏度、精度较高，同时受温度等外界环境因素的影响较小。

本实用新型的汽车转向机用电容式扭矩传感器，其具体结构和方法步骤如下所述：

汽车转向机用电容式扭矩传感器，包括输入轴端和小齿轮端，其其特征在于：

所述的输入轴端在其下端部设置有金属制成的上主极板；

所述的小齿轮端在其上端部设置有金属制成的下主极板；

所述的上主极板与下主极板呈位置与大小对应的正对式设计，且在下主极板的两侧分别安装设置有用于感应转动方向的左子极板和右子极板。

根据本实用新型的汽车转向机用电容式扭矩传感器，其特征在于，所述的上主极板与下主极板间的电介质恒定且距离恒定，而上、下主极板两者之间的电容量随上、下极板正对面积的变化而线性变化。

使用本实用新型的汽车转向机用电容式扭矩传感器获得了如下有益效果：

1.本实用新型的汽车转向机用电容式扭矩传感器用上、下金属主极板及左、右子极板替代了现有技术下的磁感应式扭矩传感器，不再需要磁阻传感器、扇形磁铁及信号处理IC等元器件，大大降低了生产成本；

2.本实用新型的汽车转向机用电容式扭矩传感器基于平行板电容器的原理，故灵敏度、精度较高，同时受温度等外界环境因素的影响较小。

附图说明

图1为本实用新型的汽车转向机用电容式扭矩传感器的具体结构示意图；

图2为本实用新型的汽车转向机用电容式扭矩传感器的具体实施安装效果图；

图中：1-输入轴端，2-小齿轮端，3-上主极板，4-下主极板，5-左子极板，6-右子极板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的汽车转向机用电容式扭矩传感器做进一步的描述。

如图1和图2所示，汽车转向机用电容式扭矩传感器，包括输入轴端1和小齿轮端2，输入轴端在其下端部设置有金属制成的上主极板3；

小齿轮端2在其上端部设置有金属制成的下主极板4；

上主极板3与下主极板4呈位置与大小对应的正对式设计，且在下主极板的两侧分别安装设置有用于感应转动方向的左子极板5和右子极板6。

上主极板3与下主极板4间的电介质恒定且距离恒定，而上、下主极板两者之间的电容量随上、下极板正对面积的变化而线性变化。

实施例

本实用新型的汽车转向机用电容式扭矩传感器，其具体实施如下：

1)输入轴无外加扭矩，处于静止时，上主极板3与下主极板4间的正对面积恒定，电容量恒定，此时的上主极板与下主极板两侧的左子极板5和右子极板6也无正对面积，故无电容产生；