扭矩传感器工作原理

扭矩传感器是对各种旋转或非旋转机械部件上对扭转力矩感知的检测。扭矩传感器将扭力的物理变化转换成精确的电信号。扭矩传感器可以应用在制造粘度计，电动(气动，液力)扭力扳手，它具有精度高，频响快，可靠性好，寿命长等优点。

扭矩传感器一般用来测量和控制相关的扭矩参数，扭矩传感器能够精确测量旋转扭矩和旋转速度。所以还被称为扭矩传感器、扭矩传感器、转矩传感器、扭矩仪。

扭矩传感器工作原理

扭矩传感器的工作原理主要是基于应变片的电桥原理。在扭矩传感器中，应变片被粘贴在弹性轴上，以测量弹性轴的应变。当弹性轴受到扭矩时，应变片会感应到应变并产生电阻变化。这些电阻变化将被连接到电桥中，电桥会产生一个与扭矩成比例的电压信号。该电压信号可以进一步进行处理和记录，以便对扭矩进行测量和控制。

扭矩传感器目前可分为接触式和非接触式两种，非接触式扭矩传感器又叫滑动可变电阻式扭矩传感器，接触式扭矩传感器是在转向轴与转向小齿轮之间安装了一个扭杆，当转向系统工作时利用滑环和电位计测量扭杆的变形量并转化为电压信号。

非接触式扭矩传感器中有两对磁极环，当输入轴和输出轴之间发生相对转动时，磁极环之间的空气间隙发生变化，从而引起电磁感应系数的变化，在线圈中产生感应电压，并将电压信号转化为扭矩信号。非接触式扭矩传感器的优点是体积小精度高。

目前扭矩传感器有多种，比如光纤扭矩传感器和磁扭矩传感器;大体工作原理是类似的，只是应变方式不一样。

扭矩传感器，在汽车上一般用来测量驾驶员作用在方向盘上力矩的大小和方向，并将其转换为电信号，动力转向ECU接收此信号及车速信号，决定辅助动力的方向和大小，从而在低速行驶时控制转向力矩变小，在高速行驶时控制转向力矩适度增大，它是是电控动力转向系统的重要组成元件之一。

另外，有的传感器还能够测量方向盘转角的大小和方向。扭矩测量系统比较复杂且成本高，很多元件都是集成在一起的，如丰田车系就把转向电动机、扭矩传感器和转向柱集成到一起构成转向柱总成，这样使转向控制更精确、更可靠。

扭矩传感器工作原理图 ;应变计测量弹片的应变，并转化为电信号，根据霍克原理计算扭矩

扭矩传感器的构成

扭矩传感器的结构一般包括敏感元件、转换元件、信号处理电路、接口电路和保护外壳。

敏感元件：通常由一种具有弹性的材料制成，例如金属薄片或薄壁钢管。敏感元件具有两个相互垂直的应变片，它们可以将扭矩转换为电信号。

转换元件则是将敏感元件输出的电信号转换为更方便处理的信号形式。

然后就是信号处理电路可以进一步处理转换元件输出的信号。

再通过接口电路将扭矩传感器连接到计算机、PLC或其他控制系统中。

扭矩传感器的应用领域

扭矩传感器被广泛应用于汽车、航空航天、能源、制造业和医疗等领域。

扭矩传感器在汽车上常出现的故障

在一般情况下，当扭矩传感器损坏或性能不佳时会导致汽车转向系统出现以下故障：

1、转向困难;左右转向力矩不同或转向力矩不均;

2、行驶时转向力矩不随车速改变或方向盘不能正确回正;

3、组合仪表上P/S警告灯亮起。

当大家遇到扭矩传感器故障的时候一定要及时检修。一但扭矩传感器发生故障，可能会带来很大的麻烦，严重的话可能发生交通事故。

扭矩传感器故障排除

扭矩传感器信号不稳定

扭矩传感器在使用过程信号不稳定的原因很多，常见的主要有下面三个方面：

第一扭矩传感器没有安装好，轴不平行，这样就会导致信号输出不稳定，长期处于这样状态下工作传感器很容易损坏。

第二，供电电压不稳定，我们扭矩传感器一般是正负15V的双电压供电也有24V或者其它电压供电的，供电电压不稳定也会造成输出信号不稳定。

第三个原因也是最容易忽视的原因，那就是扭矩传感器旁边其它机器的干扰，比如扭矩传感器旁边如果有变频器就很容易造成输出信号不稳定。解决方法就是给传感器的供电电源前加一个1:1的隔离变压器。