扭矩傳感器原理及類型

扭矩傳感器在發動機、內燃機、交通及工業過程控制場合運用非常普遍，在汽車行業可以用它來做成動力轉向系統。它具有抗干擾能力強、穩定性好、精度高等優點，可以測量動/靜態扭矩，在0到10000nm有標準和非標準各種量程供選擇。

現實當中，我們應用的扭矩傳感器產品類型很多，其主要有金屬電阻應變片式、電位計式、非接觸式等等。將來，隨着研究的深入和製造技術的發展，會產生更多的小型化、精度等級高、穩定性能好的產品。

金屬電阻應變片式扭矩傳感器是在彈性軸上組成應變橋,給應變橋供電，當彈性軸受扭矩產生微小變形後引起電橋電阻值變化，然後經過一系列轉換即可測得該彈性軸受扭的大小。其過程將該應變信號放大後，經過電壓/頻率轉換，變成與扭應變成正比的頻率信號。這種類型的產品應用非常多，在使用的時候要注意彈性軸的工作區域不應該大於彈性區域的三分之一，供電電源最好採用穩壓電源。

電位計式扭矩傳感器在早期應用非常多，它結構簡單，主要由扭杆彈簧、轉角-位移變換器、電位計等組成。在汽車行業，這種產品中，扭杆彈簧作用是檢測司機作用在方向盤上的扭矩，並將其轉化成相應的轉角值，然後通過轉角-位移變換器將轉角值變成滑動套的軸向位移，位移的變化使得電位計的電阻值發生改變，電阻的變化通過電位計轉化為電壓，然後通過對應關係，我們就知道了產生扭矩的大小。

非接觸式扭矩傳感器的工作原理是當扭杆受到轉動力矩作用時，它的輸入軸和輸出軸上的花鍵和鍵槽之間相對位置發生改變。改變的位移量相當於扭杆的扭轉量，在這過程當中，花鍵上的磁感強度會隨之發生改變，通過線圈的轉換就可以得到電壓信號。這種傳感器使用過程中不容易磨損，從而使用壽命比其他兩種更長，同時它還具有可靠性高、延時小的優點，是目前汽車行業最主流的產品。