扭矩传感器原理及类型

扭矩传感器在发动机、内燃机、交通及工业过程控制场合运用非常普遍，在汽车行业可以用它来做成动力转向系统。它具有抗干扰能力强、稳定性好、精度高等优点，可以测量动/静态扭矩，在0到10000nm有标准和非标准各种量程供选择。

现实当中，我们应用的扭矩传感器产品类型很多，其主要有金属电阻应变片式、电位计式、非接触式等等。将来，随着研究的深入和制造技术的发展，会产生更多的小型化、精度等级高、稳定性能好的产品。

金属电阻应变片式扭矩传感器是在弹性轴上组成应变桥,给应变桥供电，当弹性轴受扭矩产生微小变形后引起电桥电阻值变化，然后经过一系列转换即可测得该弹性轴受扭的大小。其过程将该应变信号放大后，经过电压/频率转换，变成与扭应变成正比的频率信号。这种类型的产品应用非常多，在使用的时候要注意弹性轴的工作区域不应该大于弹性区域的三分之一，供电电源最好采用稳压电源。

电位计式扭矩传感器在早期应用非常多，它结构简单，主要由扭杆弹簧、转角-位移变换器、电位计等组成。在汽车行业，这种产品中，扭杆弹簧作用是检测司机作用在方向盘上的扭矩，并将其转化成相应的转角值，然后通过转角-位移变换器将转角值变成滑动套的轴向位移，位移的变化使得电位计的电阻值发生改变，电阻的变化通过电位计转化为电压，然后通过对应关系，我们就知道了产生扭矩的大小。

非接触式扭矩传感器的工作原理是当扭杆受到转动力矩作用时，它的输入轴和输出轴上的花键和键槽之间相对位置发生改变。改变的位移量相当于扭杆的扭转量，在这过程当中，花键上的磁感强度会随之发生改变，通过线圈的转换就可以得到电压信号。这种传感器使用过程中不容易磨损，从而使用寿命比其他两种更长，同时它还具有可靠性高、延时小的优点，是目前汽车行业最主流的产品。