發(fā)布時間：2021-08-28 18:20

　　近年來,汽車領(lǐng)域逐漸向安全智能、節(jié)省減排的方向發(fā)展。電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（Electronic Power Steering,EPS）因為具備構(gòu)造簡單、駕駛手感好、空間使用效率高及環(huán)保等優(yōu)點,越來越成為汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的首選。在電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)向扭矩是非常重要的參數(shù),因此用于測量轉(zhuǎn)向扭矩的傳感器性能越優(yōu)越,EPS的響應(yīng)速度和安全性能就越好。聲表面波（Surface Acoustic Wave,SAW）產(chǎn)品具有無線無源、感知能力好、封裝小及抗環(huán)境干擾能力強的特點。本文將EPS系統(tǒng)和SAW產(chǎn)品的優(yōu)勢相結(jié)合,提出了一種無線無源的SAW扭矩傳感器。論文首先基于SAW扭矩傳感器檢測理論及轉(zhuǎn)軸測量理論對公式進行了推導,建立諧振型聲表面波器件諧振頻率與EPS系統(tǒng)扭矩改變量的對應(yīng)關(guān)系,確定測量扭矩的可行性。EPS系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸是非常重要的一部分,首先確定轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)和材料,并利用COMSOL軟件對轉(zhuǎn)軸進行應(yīng)力應(yīng)變的仿真,驗證轉(zhuǎn)軸的可靠性。諧振器是SAW扭矩傳感器的核心部件,在對諧振器進行設(shè)計時需要計算諧振器的中心頻率、IDT叉指對數(shù)、聲孔徑等參數(shù),確定兩個諧振器的最終參數(shù),然后根據(jù)模態(tài)耦合理論,建立SAW諧振... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１電位計式扭矩傳感器結(jié)構(gòu)??（２）電磁式扭矩傳感器??該檢測扭矩的傳感器主要結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子和定子，前者是固定在扭桿兩端的兩個金屬??

英國的ＬＵＣＡＳ公司首先在２０世紀末期研制出用在汽車轉(zhuǎn)向上的光電式扭矩傳感??器。隨后，國內(nèi)的清華大學季學武副教授在此基礎(chǔ)上利用光電池代替原來光接收裝置上??光敏電阻，該傳感器的另外一處的結(jié)構(gòu)改變是采用了單孔式的光碼盤，其結(jié)構(gòu)如圖１－２??所示。該傳感器的測量原理是發(fā)光管作為光源，發(fā)出的光通過光碼盤照的孔投射到接收??光的裝置上，光碼盤在結(jié)構(gòu)上是與扭桿的兩端相互連接的。扭矩發(fā)生變化時，導致兩個??光盤上孔的重疊面積發(fā)生變化，進而影響發(fā)光二極管的發(fā)光強度的變化，光強度的變化??影響了輸出的電壓值變化，進而改變了扭矩的大小??０?—，?：?ｊ?、??＇?光瞻?１??１??－ｒ－４－?－４—－?Ｉｆ！＿！???ｎ，執(zhí)ｊｔＦＴ?ｊ?Ｅ?＼??ｍ?Ｉｓ?ｎＨ??光ｋｉｚ｜、麵以?如??圖１－２清華大學光電式扭矩傳感器??由綜上所述可知，傳統(tǒng)的ＥＰＳ扭矩傳感器在測量方式、測量精度及工作環(huán)境等方面??存在著一種或者多種的缺陷

不可缺少的部件［２（）］。??ＩＤＴ的結(jié)構(gòu)材料一般是金屬材料，它的形狀非常像兩個手互相交叉在一起的，具體??的形狀參考圖２－１。圖中的各參數(shù)，分別是Ｆ為ＩＤＴ的孔徑，＾代表的是ＩＤＴ上每一個叉??指的寬度，ｐ代表的是ＩＤＴ的相鄰兩個叉指的指間距離，而；７?＝?ａ／ｐ稱為ＩＤＴ的金屬化??率。當ＩＤＴ的的數(shù)值等于０．５時，我們將它稱為均勻性質(zhì)的ＩＤＴ，此種ＩＤＴ性能比較優(yōu)異??且利于研宄，因此本文在接下來的研究中采用的是均勻性質(zhì)的ＩＤＴ，下面主要以均勻??ＩＤＴ為例，介紹叉指換能器的工作原理。??＼?Ｉ??圖２－１?ＩＤＴ的基本結(jié)構(gòu)??ＩＤＴ在工作中既能夠激勵出ＳＡＷ，同時又可以接收ＳＡＷ，這完全是得益于壓電材料??具有壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)。正是基于ＩＤＴ是可以由聲到電，也可以由電到聲的改變，??所以它即能夠在該工作過程中扮演發(fā)射器件的角色，也能夠扮演接收器件的角色。如圖??２－２所示

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3369011