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EPS转矩转角一体化传感器的研究

方向盘的转矩传感器、转角传感器是汽车电动助力转向系统的重要组成部分,其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对方向盘转矩、转角的测量要求,本文研究了一种同时输出转矩、转角信号的非接触式智能传感器。首先,本文对国内外现有的转矩传感器、转角传感器进行了分析,并对能够同时提供复合信号的转矩、转角传感器进行了***讨论。

然后介绍了霍尔效应的基本理论,并对转矩的常用测量方法进行了归纳总结。根据汽车转向特性及霍尔芯片的性能,提出了一种全新的测量方法,实现转角、转矩的同时测量。其次,通过对齿轮传动的推导分析,确定了齿轮的基本参数要求,并对传感器总成中的各传动齿轮进行了详细的设计。再次,对传感器的电路进行了模块化的设计。本文将传感器的测量电路分为单片机管理模块、转矩传感器芯片模块、角度传感器电路芯片模块,并分别对各测量电路进行了选材和设计。

什么是温度传感器IC？

温度传感器检测某个物体的温度或者其所在环境的温度，并将读数转换为电信号。常见的温度传感器类型有热电偶、电阻温度检测器(RTD)、热敏电阻、本地温度传感器、远端热二极管温度传感器IC。热电偶、RTD和热敏电阻等检测元件的电学属性随温度的变化具有非常强的可预测性。本地温度传感器IC利用管芯上晶体管的物理特性作为检测元件。临床级温度传感器必须满足ASTM E1112标准关于临床测温仪技术规范的精度要求。远端温度二极管温度传感器采用外部连接成PN结的晶体管作为检测元件，包括使用一个或多个外部晶体管测量温度所需的全部信号调理电路。

Maxim广泛的硅温度传感器IC支持***、工业、数据中心及移动等各种应用。除温度传感器之外，Maxim也提供风扇控制器和温度监控器IC。Maxim的风扇控制器IC监测和控制系统制冷应用中的风扇转速。Maxim的温度监控器IC测量温度并提供功率开关输出，适用于基于温度的监测和控制应用。其他业界的特性包括：温度传感器的精度高达±0.5℃风扇控制器带有温度检测、电压监测和GPIO远端温度传感器多达7路通道临床级温度传感器精度达到±0.1°C

不同类型接近传感器的工作原理

电容式接近传感器的工作原理：电容式接近传感器由高频振荡器和放大器等组成，由传感器的检测面与大地间构成一个电容器，参与振荡回路工作，起始处于振荡状态。当物体接近传感器检测面时，回路的电容量发生变化，使高频振荡器振荡。振荡与停振这二种状态转换为电信号经放大器转化成二进制的开关信号。

电感式接近传感器的工作原理：电感式接近传感器由高频振荡、检波、放大、触发及输出电路等组成。振荡器在传感器检测面产生一个交变电磁场，当金属物体接近传感器检测面时，金属中产生的涡流吸收了振荡器的能量，使振荡减弱以至停振。振荡器的振荡及停振这二种状态，转换为电信号通过放大转换成二进制的开关信号，经功率放大后输出。

高频振荡型接近传感器的工作原理：由LC高频振荡器和放大处理器电路组成，当金属物体接近振荡感应头时会产生涡流，使接近传感器振荡能力衰减，内部电路的参数发生变化，由此识别出有无金属物体接近，进而控制开关的通或断。所有金属型传感器的工作原理：所有金属型传感器基本上属于高频振荡型。和普通型一样，它也有一个振荡电路，电路中因感应电流在目标物内流动引起的能量损失影响到振荡频率。目标物接近传感器时，不论目标物金属种类如何，振荡频率都会提高。传感器检测到这个变化并输出检测信号。

有色金属型传感器的工作原理：有色金属传感器基本上属于高频振荡型。它有一个振荡电路，电路中因感应电流在目标物内流动引起的能量损失影响到振荡频率的变化。当铝或铜之类的有色金属目标物接近传感器时，振荡频率；当铁一类的黑色金属目标物接近传感器时，振荡频率降低。如果振荡频率高于参考频率，传感器输出信号。