● 摘要
转向盘转矩传感器是汽车电动助力转向系统的主要组成部分,输出信号的品质直接影响电动助力转向系统的性能。为了满足电动助力转向系统转向盘转矩测量的需要,本文设计了一种电感式转矩传感器及其信号调理电路。首先,本文对国内外各种转向盘转矩传感器进行了分析,并对电感式转矩传感器进行重点讨论。应用有限元软件对论文设计的电感式转矩传感器进行了磁场分析,获得了相关参数对传感器性能影响的曲线和传感器磁场分布云图。同时,对日本KOYO公司转矩传感器结构进行了分析,为以后传感器的生产设计提供了依据。其次,本文设计了电感式转矩传感器的信号调理电路。该电路包括正弦振荡发生及放大、交流电桥、差动放大、相敏检波、低通滤波和中点偏置调节几个组成部分。采用交流电桥实现了信号的转换,采用开关式相敏检波技术实现了信号的解调及转矩的辨向,通过中点偏置电路满足3.3V及5V系统的需要。在设计过程中通过合理选择元器件、调节元器件的参数,使得元器件的温漂得到补偿,提高了电路的整体性能。最后,设计了传感器的静态标定装置,对传感器的输出进行了静态标定。对标定结果进行处理,得到了传感器相关指标。试验结果表明本文设计的传感器基本满足电动助力转向系统转矩传感器的性能要求。
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