專利名稱：一種非接觸式扭矩傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽車傳感器，特別屬于一種電動助力轉向系統(tǒng)非接觸式扭矩傳感器。
背景技術：
電動助力轉向系統(tǒng)非接觸式扭矩傳感器也稱轉向器，是汽車電動助力轉向系統(tǒng)(簡稱EPS，汽車安全行駛的重要保障系統(tǒng))的關鍵部件，其作用是測定轉向盤與轉向器之間的相對扭矩，并轉化為電信號輸送給汽車電子控制單元(ECU)。現有的電動助力轉向系統(tǒng)扭矩傳感器是接觸式扭矩傳感器，采用傳統(tǒng)的電阻基體和滑動電刷相互接觸摩擦的結構，存在以下問題(I)電刷和電阻基體相互摩擦容易磨損， 產品使用壽命短；(2)電刷和電阻基體磨損后的遺留物，以及外界異物的進入容易損壞電 刷；同時，接觸式傳感器電刷和電阻基體之間時常出現接觸不良的現象，導致傳感器輸出信號的不穩(wěn)定；(3)由于機械零件的加工誤差和電阻基體本身固有線性不良等固有的因素，導致傳感器兩路信號的不平衡。(4)傳感器軸向間隙調整使用不同數量平墊圈進行調整，其間隙的存在導致傳感器電刷與電阻基體之間接觸壓力的不穩(wěn)定性；(5)產品個體之間差異大，用戶在使用時針對不同的產品需要分別進行調整，嚴重影響產品使用的方便性。
發(fā)明內容為克服現有接觸式扭矩傳感器存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種非接觸式扭矩傳感器，能有效地提高輸出信號穩(wěn)定性，能夠延長傳感器的使用壽命。為了達到上述目的，本實用新型的一種非接觸式扭矩傳感器，包括殼體，其結構要點是殼體內設有一轉軸部件，轉軸部件包括轉軸、圓環(huán)形磁鐵、轉盤，圓環(huán)形磁鐵設于轉軸上端，通過轉盤與轉軸注塑成轉軸部件；一塊電路板設于圓環(huán)形磁鐵上方的殼體臺階上，與圓環(huán)形磁鐵留有間隙，構成非接觸型式。所述的電路板電路包括型號為MLX90316角度位置傳感芯片、電容C1-C6，角度位置傳感芯片的端口 I與電容C2的一端相連，電容C2的另一端分別與端口 2、4、13、14、16及電容Cl、C3的一端共連于地GND1，電容Cl的另一端分別與端口 3、輸入電源正極Vddl相連，電容C3的另一端分別與端口 15及信號輸出端Outputl相連，電容C6 —端分別與端口
5、6、8、10、12及電容C4、C5的一端共連于地GND2，電容C6的另一端分別與端口 7及信號輸出端0utput2相連，端口 9與電容C5的另一端相連，電容C4的另一端分別與端口 11、輸入電源正極Vdd2相連。用角度位置傳感芯片提高信號的穩(wěn)定性。所述轉軸部件的轉盤下方設有波形墊圈、平墊圈，平墊圈與殼體內軸向凸臺端面相接觸。波形墊圈用于調節(jié)殼體和轉軸部件的軸向間隙，平墊圈用于減小波形墊圈與殼體之間的磨擦。本實用新型由于采用了角度位置傳感器芯片和磁鐵非接觸式結構，替代了傳統(tǒng)接觸式電刷和電阻基體接觸式結構，與現有技術相比，其優(yōu)點和有益效果是[0009]I)克服了接觸摩擦造成磨損的缺陷，提高了傳感器的壽命；2)不受外界異物的影響，提高了信號的穩(wěn)定性；3)通過對傳感器芯片的編程，提高了傳感器位置信號的一致性。

下面將結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。圖I是本實用新型非接觸式扭矩傳感器的結構示意圖；圖2是本實用新型轉軸部件結構示意圖；圖3是本實用新型電路原理圖。 圖中I是軸承部件，2是V形密封圈，3是轉軸部件，4是殼體，5是扭簧，6是平墊圈，7是波形墊圈，8是電路板，9是磁鐵，10是角度位置傳感芯片，11是轉盤，12是轉軸。
具體實施方式
如圖I和圖2所示，包括殼體4，殼體4內置有一轉軸部件3，轉軸部件3包括轉軸12、磁鐵9、轉盤11，磁鐵9置于轉軸12上端，轉盤11與轉軸12通過注塑成轉軸部件3，轉軸12保證磁鐵9與角度位置傳感芯片10的中心定位位置。磁鐵9的形狀為圓環(huán)形，其磁性二極(N極和S極)徑向充磁，形成所需的空間磁場。轉軸12 —端高于磁鐵9，凸出部分用于轉軸部件3與軸承部件I鉚接時的支撐所需。殼體4與轉軸部件3通過扭簧5連接，扭簧5的扭力大小和方向決定了傳感器的旋轉力矩大小和旋轉方向。轉軸部件3的轉盤11下方裝有波形墊圈7、平墊圈6，平墊圈6與殼體內軸向凸臺端面相接觸(見圖2)。平墊圈6的材料為不銹鋼，波形墊圈7用于調節(jié)殼體4和轉軸部件3的軸向間隙，不銹鋼平墊圈6用于減小波形墊圈7與殼體4之間的磨擦。轉軸12的另一端通過鉚接方式與軸承部件I連接。殼體4 一端裝有V形密封圈2，V形密封圈2用于防塵和防水。一塊電路板8置于圓環(huán)形磁鐵9上方殼體4的臺階上，與圓環(huán)形磁鐵9留有間隙，其間隙范圍為I. 4-2. 4毫米，圓環(huán)形磁鐵9與電路板8非接觸型式。電路板8正面焊有角度位置傳感器芯片10和電容C1-C6，背面印有信號線焊盤，電路板8正面與圓環(huán)形磁鐵9相對。通過編程軟件可以對角度位置傳感器芯片10編程，設置轉軸部件3不同角度位置時對應的輸出電壓值，提高輸出信號的一致性。如圖3所示，電路板8包括型號為MLX90316角度位置傳感芯片10、電容C1-C6。角度位置傳感芯片10的端口 I與電容C2的一端相連，電容C2的另一端分別與端口 2、4、13、14、16及電容Cl、C3的一端共連于地GND1，電容Cl的另一端分別與端口 3、輸入電源正極Vddl相連，電容C3的另一端分別與端口 15及信號輸出端Outputl相連，電容C6 —端分別與端口 5、6、8、10、12及電容C4、C5的一端共連于地GND2，電容C6的另一端分別與端口 7及信號輸出端0utput2相連，端口 9與電容C5的另一端相連，電容C4的另一端分別與端口
11、輸入電源正極Vdd2相連。電源分別通過Vddl和GNDl、Vdd2和GND2輸入角度位置傳感芯片10,處理后分別通過Outputl和Outputl輸出電壓信號。當非接觸式扭矩傳感器工作時,轉軸部件3旋轉帶動與之連接的圓環(huán)形磁鐵9轉動，圓環(huán)形磁鐵9的轉動在角度位置傳感芯片10表面產生正余弦變化的磁場，角度位置傳感芯片10感應磁場的變化產生相應波形的信號，通過內部信號處理輸出隨轉角線性變化的電壓信號Outputl和0utput2，電壓信號通過電子控制單元(EOT)轉化為所需的扭矩信
號。 雖然本實用新型已依據較佳實施例在上文中加以說明，但這并不表示本實用新型的范圍只局限于上述的結構，只要被本實用新型的權利要求所覆蓋的結構均在保護范圍之內。本技術領域的技術人員在閱讀上述說明后容易發(fā)展出等效替代結構，在不脫離本實用新型之精神與范圍下所做之均等變化和修飾，皆應涵蓋于本實用新型專利范圍之內。
權利要求1.一種非接觸式扭矩傳感器,包括殼體,其特征在于 一轉軸部件設于殼體內，包括轉軸、圓環(huán)形磁鐵、轉盤，圓環(huán)形磁鐵設于轉軸上端，通過轉盤與轉軸注塑成轉軸部件； 一塊電路板設于圓環(huán)形磁鐵上方的殼體臺階上，與圓環(huán)形磁鐵留有間隙。
2.根據權利要求I所述的非接觸式扭矩傳感器，其特征在于所述的電路板電路包括型號為MLX90316角度位置傳感芯片、電容C1-C6，角度位置傳感芯片的端口 I與電容C2的一端相連，電容C2的另一端分別與端口 2、4、13、14、16及電容C1、C3的一端共連于地GNDI，電容Cl的另一端分別與端口 3、輸入電源正極Vddl相連，電容C3的另一端分別與端口 15及信號輸出端Outputl相連，電容C6—端分別與端口 5、6、8、10、12及電容C4、C5的一端共連于地GND2，電容C6的另一端分別與端口 7及信號輸出端0utput2相連，端口 9與電容C5的另一端相連，電容C4的另一端分別與端口 11、輸入電源正極Vdd2相連。
3.根據權利要求I或2所述的非接觸式扭矩傳感器，其特征在于所述轉軸部件的轉 盤下方設有波形墊圈、平墊圈，平墊圈與殼體內軸向凸臺端面相接觸。
專利摘要本實用新型涉及一種汽車傳感器，為解決汽車電動助力轉向系統(tǒng)扭矩傳感器信號的穩(wěn)定性差、壽命較短的問題，提供一種非接觸式扭矩傳感器，包括殼體，其結構要點是殼體內設有一轉軸部件，轉軸部件包括轉軸、圓環(huán)形磁鐵、轉盤，圓環(huán)形磁鐵設于轉軸上端，通過轉盤與轉軸注塑成轉軸部件；一塊電路板設于圓環(huán)形磁鐵上方的殼體臺階上，與圓環(huán)形磁鐵留有間隙，構成非接觸型式。與現有技術相比，其有益效果是克服了接觸摩擦造成磨損的缺陷，提高了傳感器的壽命；不受外界異物的影響，提高了信號的穩(wěn)定性；通過對傳感器芯片的編程，提高了傳感器位置信號的一致性。
文檔編號G01L3/02GK202710222SQ20122022318
公開日2013年1月30日 申請日期2012年5月18日 優(yōu)先權日2012年5月18日
發(fā)明者王國榮, 王加熙, 袁廣慧 申請人:上海新躍聯匯電子科技有限公司