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EPS轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)角一體化傳感器的研究

方向盤的轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器是汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要組成部分,其輸出信號的品質(zhì)直接影響電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的性能。為了滿足電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對方向盤轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角的測量要求,本文研究了一種同時輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角信號的非接觸式智能傳感器。首先,本文對國內(nèi)外現(xiàn)有的轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)角傳感器進(jìn)行了分析,并對能夠同時提供復(fù)合信號的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)角傳感器進(jìn)行了重點討論。

然后介紹了霍爾效應(yīng)的基本理論,并對轉(zhuǎn)矩的常用測量方法進(jìn)行了歸納總結(jié)。根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向特性及霍爾芯片的性能,提出了一種全新的測量方法,實現(xiàn)轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)矩的同時測量。其次,通過對齒輪傳動的推導(dǎo)分析,確定了齒輪的基本參數(shù)要求,并對傳感器總成中的各傳動齒輪進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計。再次,對傳感器的電路進(jìn)行了模塊化的設(shè)計。本文將傳感器的測量電路分為單片機(jī)管理模塊、轉(zhuǎn)矩傳感器芯片模塊、角度傳感器電路芯片模塊,并分別對各測量電路進(jìn)行了選材和設(shè)計。

壓阻式壓力傳感器

壓力傳感器的分類 壓力傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器等。

目前應(yīng)用較為廣泛的壓力傳感器有：擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器、陶瓷壓阻壓力傳感器、濺射薄膜壓力傳感器、電容壓力傳感器、耐高溫特性的藍(lán)寶石壓力傳感器。但應(yīng)用為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。

各種壓力傳感器的原理  壓阻式壓力傳感器這種傳感器采用集成工藝將電阻條集成在單晶硅膜片上,制成硅壓阻芯片,并將此芯片的周邊固定封裝于外殼之內(nèi)，引出電極引線。 提到壓阻式傳感器，首先得講到它的原理——壓阻效應(yīng)。

壓阻效應(yīng)是用來描述材料在受到機(jī)械式應(yīng)力下所產(chǎn)生的電阻變化。不同于壓電效應(yīng)，壓阻效應(yīng)只產(chǎn)生阻抗變化，并不會產(chǎn)生電荷。

當(dāng)壓力變化時，電阻R1,R2,R3,R4發(fā)生變化，從而引發(fā)加載在電阻中間的電壓發(fā)生變化，這種變化反映出壓力值。

壓阻式傳感器又稱為擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器，被測介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器的膜片上（不銹鋼或陶瓷），使膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，使傳感器的電阻值發(fā)生變化，和用電子線路檢測這一變化，并轉(zhuǎn)換輸出一個對應(yīng)于這一壓力的標(biāo)準(zhǔn)測量信號。

紅外傳感器

紅外傳感器是將輻射能轉(zhuǎn)換為電能的一種傳感器，又稱為紅外探測器.常見的紅外探測器有兩大類，熱探測器和光子探m器.熱探測器是利用人射紅外輻射引起探測器的敏感元件的沮度變化，進(jìn)而使有關(guān)物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化，通過測量有關(guān)物理參數(shù)的變化來確定紅外探測器吸收的紅外輻射.熱探測器的主要優(yōu)點是響應(yīng)波段寬，可以在室沮下工作，使用方便。

但是，熱探測器響應(yīng)時間長，靈敏度較低，一般用于紅外輻射變化緩慢的場合.如光譜儀、測溫儀、紅外攝像等。光子紅外探測器是利用某些半導(dǎo)體材料在紅外輻射的照射下，產(chǎn)生光子效應(yīng)，使材料的電學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，通過測電學(xué)性質(zhì)的變化，可以確定紅外輻射的強(qiáng)弱。光子探測器的主要優(yōu)點是靈敏度高，響應(yīng)速度快，響應(yīng)頻率高。但一般需在低溫下_L作，探測波段較窄，一般用于側(cè)溫儀、航空掃描儀、熱像儀等。紅外傳感器廣泛用于測溫、成像、成分分析、無損檢測等方面，特別是在軍事上的應(yīng)用更為廣泛，如紅外偵察、紅外雷達(dá)、紅外通信、紅外對抗等。