一种用于检测转角、转速和转矩的新型多功能非接触式传感器.pdf

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1、第25卷第3期传感技术学报V01．25N0．32012年3月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSMar．20l2ANewMultifunctionNon-ContactSensortoMeasureAngle，RotationalSpeedandTorqueSHIYanping，FANShuhua，ZANGYong(SchoolofMechanicalEngineering，HuaihaiInstituteTechnology，LianyungangJiangsu222005，China)

2、Abstract：Anewmuhifunctionnon．contactsensorbasedonnanocrystallinesoftmagneticalloywasdiscussed．itcanbeusedformeasuringangle，rotationalspeedandtorque．Theprincipleandstructureofthesensorwerepresented，anditsoutputcharacteristicequationandsensitivityformulawerederived．

3、Bymakingameasuringexperiment，theeffectoftheexcitingfieldintensityonmeasurementaccuracywasanalyzed，anditsoptimumvaluewasgot．At25oC～100，theeffectofshiftintemperatureonsensoroutputalsowasstudied．anditstemperaturedriftno—loadingwas0．002％F．S／℃；Whenmakingaloadingtorsion

4、testin0～450N·m．moresensitivityandmorelowerrorinlinearity，repeatabilityandhysteresiswereachieved．At500r／min～3523r／min，maximumrotationalspeedrelativeerrorwas0．60％．Theexperimentalresultshowsthesensor’Smeasurementprecisionis1．O％．anditcanheusedforgeneralengineeringappl

5、ications．Keywords：sensor；nanocrystallinesoftmagneticalloy；muhifunction；magneto—elasticeffectEEACC：3120W；7320Zdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2012．03．020一种用于检测转角、转速和转矩的新型多功能非接触式传感器术石延平，范书华，臧勇(淮海工学院机械，江苏连云港222005)摘要：对一种基于纳米晶软磁合金的非接触式，用于测量转角、转速和转矩的多功能传感器进行了研究。介绍了传感器的结构和

6、原理，推导出传感器的输出方程和灵敏度表达式。通过试验，分析了传感器激磁磁场强度对转矩测量精度的影响，并得r最佳激磁磁场强度；在25℃～100℃范围研究了温度变化对传感器输出的影响，其零点温度漂移(25℃)为0．002％F．s／℃：在0～450N·In范围进行转矩加载，得到了较高的测量灵敏度以及较低的线性度误差、重复度误差及迟滞静态误差；在500r／inin～3523r／min范同内．转速最大相对误差为0．60％。试验数据显示，该传感器的精度能够达到1．0％，对于一般T程应J}_}J是可行的关键词：传感器：纳米晶软磁合金：多

7、功能；磁弹性效应中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)03—0378—05日前。能够用于检测转角、转速和转矩的传感器势之一L2-5]。种类繁多，但大多都只有单一功能。随着现代机电本文提出了一种利用纳米晶合金，能够同时检设备自动化程度的提高．要求检测的控制量越来越测转角、转速和转矩的多功能非接触传感器。纳米多，而设备的结构越来越紧凑，能够安装传感器的空晶合金是继非晶态合金之后的又一种新型的软磁材间也越来越小。因此，要求用一个传感器就能够实料。这种材料具有高起始磁导率、低矫顽力、高饱和现多

8、个参数的检测。如：在现代汽车车身电子稳定磁感应强度、高频下的低铁磁损耗及高磁性能温度系统中要有监测方向盘转向角度和方向的转角传感稳定性，是目前综合磁性能最好的软磁合金材料，很器：在电动助力转向系统中要有监测方向盘上操舵适合作为传感器的敏感材料l6]。力矩的转矩传感器l】]，而这两类传感器都直接安装1传感