扭矩传感器测量原理是什么？

金属电阻应变片的扭矩传感器 传感器扭矩测量采用应变电测技术。在弹性轴上粘贴应变计组成测量电桥，当弹性轴受扭矩产生微小变形后引起电桥电阻值变化，应变电桥电阻的变化转变为电信号的变化从而实现扭矩测量。传感器就完成如下的信息转换： 传感器由弹性轴、测量电桥、仪器用放大器、接口电路组成。弹性轴是敏感元件，在45度和135度的方向上产生最 大压应力和拉应力，这个时候承受的主应力和剪应力相等，其计算公式为： 式中τ-主应力，此时与σ相等Wp-轴截面极矩测量电桥可以采用半导体电阻应变片，并将它们接成差动全桥，其输出电压正比于扭转轴所受的扭矩。 应变片的电阻R1=R2=R3=R4＝R0，可以得到下面的式子： 式中， E－轴材料的弹性模量 u－电桥的供电电压 S－电阻应变片的灵敏度系数放大电路采用仪器用放大电路，它由专用仪器用放大电路构成，也有三只单运放电路组合而成，放大倍数为K，放大后的电压V为： 为了使一起具有高精度，必须使灵敏度系数 为常数。在金属电阻应变片的扭矩传感器中，需要解决的技术关键是：

1.弹性轴的工作区域不应该大于弹性区域的1/3，且取初始段。为了将迟滞误差减低到最底，按照超载能力指数选取最 大的轴径。

2.采用LM型硅扩散力敏全桥应变片，较好的敏感性，很小的非线形度

3.采用高精度的稳压电源。

非接触式扭矩传感器 输入轴和输出轴由扭杆连接起来，输入轴上有花键，输出轴上有键槽。扭矩传感器厂家表示当扭杆受方向盘的转动力矩作用发生扭转时，输入轴上的花键和输出轴上键槽之间的相对位置就被改变了。花键和键槽的相对位移改变量等于扭转杆的扭转量，使得花键上的磁感强度改变，磁感强度的变化，通过线圈转化为电压信号。信号的高频部分由检测电路滤波，仅有扭矩信号部分被放大。非接触扭矩传感器由于采用的是非接触的工作方式，因而寿命长、可靠性高，不易受到磨损、有更小的延时、 受轴的偏转和轴向偏移的影响更小，现在已经广泛用于轿车和轻型车中，是EPS传感器的主流产品。

其它扭矩传感器 传感器具有高精度，高重复性的特点。其测量原理为：在受扭轴的两端各安上一个齿轮，对着齿面再各装一个电磁传感器，从传感器上就能感应出两个与动力轴非接触的交流信号。取出其信号的相位差，在这两个相位差之间，插入由晶体震荡器产生的高精度，高稳定的时钟信号。以这个时钟信号为基准，巧妙运用数字信号处理技术就能精 确地测出所承受的扭矩。

EPS扭矩传感器的发展趋势随着EPS系统的不断完善和发展，对扭矩传感器的精度、可靠性和响应速度提出了跟高的要求。EPS扭矩传感器正呈现以下的发展趋势：

1.测试系统向微型化！数字化、智能化、虚拟化和网络化方向发展;

2.从单功能向多功能发展，包括自补偿、自修正、自适应、自诊断、远程设定、状态组合、信息存储和记忆;

3.向着小型化、集成化方向发展。传感器的检测部分可以通过结构的合理设计和优化来实现小型化，IC部分可以整合尽可能多的半导体部件、电阻到一个单独的IC部件上，减少外部部件的数量。

4.由静态测试向动态在线检测方向发展。