专利名称：一种非接触式扭矩传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车传感器，特别属于一种电动助力转向系统非接触式扭矩传感器。
背景技术：
电动助力转向系统非接触式扭矩传感器也称转向器，是汽车电动助力转向系统(简称EPS，汽车安全行驶的重要保障系统)的关键部件，其作用是测定转向盘与转向器之间的相对扭矩，并转化为电信号输送给汽车电子控制单元(ECU)。现有的电动助力转向系统扭矩传感器是接触式扭矩传感器，采用传统的电阻基体和滑动电刷相互接触摩擦的结构，存在以下问题(I)电刷和电阻基体相互摩擦容易磨损， 产品使用寿命短；(2)电刷和电阻基体磨损后的遗留物，以及外界异物的进入容易损坏电 刷；同时，接触式传感器电刷和电阻基体之间时常出现接触不良的现象，导致传感器输出信号的不稳定；(3)由于机械零件的加工误差和电阻基体本身固有线性不良等固有的因素，导致传感器两路信号的不平衡。(4)传感器轴向间隙调整使用不同数量平垫圈进行调整，其间隙的存在导致传感器电刷与电阻基体之间接触压力的不稳定性；(5)产品个体之间差异大，用户在使用时针对不同的产品需要分别进行调整，严重影响产品使用的方便性。
发明内容为克服现有接触式扭矩传感器存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种非接触式扭矩传感器，能有效地提高输出信号稳定性，能够延长传感器的使用寿命。为了达到上述目的，本实用新型的一种非接触式扭矩传感器，包括壳体，其结构要点是壳体内设有一转轴部件，转轴部件包括转轴、圆环形磁铁、转盘，圆环形磁铁设于转轴上端，通过转盘与转轴注塑成转轴部件；一块电路板设于圆环形磁铁上方的壳体台阶上，与圆环形磁铁留有间隙，构成非接触型式。所述的电路板电路包括型号为MLX90316角度位置传感芯片、电容C1-C6，角度位置传感芯片的端口 I与电容C2的一端相连，电容C2的另一端分别与端口 2、4、13、14、16及电容Cl、C3的一端共连于地GND1，电容Cl的另一端分别与端口 3、输入电源正极Vddl相连，电容C3的另一端分别与端口 15及信号输出端Outputl相连，电容C6 —端分别与端口
5、6、8、10、12及电容C4、C5的一端共连于地GND2，电容C6的另一端分别与端口 7及信号输出端0utput2相连，端口 9与电容C5的另一端相连，电容C4的另一端分别与端口 11、输入电源正极Vdd2相连。用角度位置传感芯片提高信号的稳定性。所述转轴部件的转盘下方设有波形垫圈、平垫圈，平垫圈与壳体内轴向凸台端面相接触。波形垫圈用于调节壳体和转轴部件的轴向间隙，平垫圈用于减小波形垫圈与壳体之间的磨擦。本实用新型由于采用了角度位置传感器芯片和磁铁非接触式结构，替代了传统接触式电刷和电阻基体接触式结构，与现有技术相比，其优点和有益效果是[0009]I)克服了接触摩擦造成磨损的缺陷，提高了传感器的寿命；2)不受外界异物的影响，提高了信号的稳定性；3)通过对传感器芯片的编程，提高了传感器位置信号的一致性。
下面将结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。图I是本实用新型非接触式扭矩传感器的结构示意图；图2是本实用新型转轴部件结构示意图；图3是本实用新型电路原理图。 图中I是轴承部件，2是V形密封圈，3是转轴部件，4是壳体，5是扭簧，6是平垫圈，7是波形垫圈，8是电路板，9是磁铁，10是角度位置传感芯片，11是转盘，12是转轴。
具体实施方式
如图I和图2所示，包括壳体4，壳体4内置有一转轴部件3，转轴部件3包括转轴12、磁铁9、转盘11，磁铁9置于转轴12上端，转盘11与转轴12通过注塑成转轴部件3，转轴12保证磁铁9与角度位置传感芯片10的中心定位位置。磁铁9的形状为圆环形，其磁性二极(N极和S极)径向充磁，形成所需的空间磁场。转轴12 —端高于磁铁9，凸出部分用于转轴部件3与轴承部件I铆接时的支撑所需。壳体4与转轴部件3通过扭簧5连接，扭簧5的扭力大小和方向决定了传感器的旋转力矩大小和旋转方向。转轴部件3的转盘11下方装有波形垫圈7、平垫圈6，平垫圈6与壳体内轴向凸台端面相接触(见图2)。平垫圈6的材料为不锈钢，波形垫圈7用于调节壳体4和转轴部件3的轴向间隙，不锈钢平垫圈6用于减小波形垫圈7与壳体4之间的磨擦。转轴12的另一端通过铆接方式与轴承部件I连接。壳体4 一端装有V形密封圈2，V形密封圈2用于防尘和防水。一块电路板8置于圆环形磁铁9上方壳体4的台阶上，与圆环形磁铁9留有间隙，其间隙范围为I. 4-2. 4毫米，圆环形磁铁9与电路板8非接触型式。电路板8正面焊有角度位置传感器芯片10和电容C1-C6，背面印有信号线焊盘，电路板8正面与圆环形磁铁9相对。通过编程软件可以对角度位置传感器芯片10编程，设置转轴部件3不同角度位置时对应的输出电压值，提高输出信号的一致性。如图3所示，电路板8包括型号为MLX90316角度位置传感芯片10、电容C1-C6。角度位置传感芯片10的端口 I与电容C2的一端相连，电容C2的另一端分别与端口 2、4、13、14、16及电容Cl、C3的一端共连于地GND1，电容Cl的另一端分别与端口 3、输入电源正极Vddl相连，电容C3的另一端分别与端口 15及信号输出端Outputl相连，电容C6 —端分别与端口 5、6、8、10、12及电容C4、C5的一端共连于地GND2，电容C6的另一端分别与端口 7及信号输出端0utput2相连，端口 9与电容C5的另一端相连，电容C4的另一端分别与端口
11、输入电源正极Vdd2相连。电源分别通过Vddl和GNDl、Vdd2和GND2输入角度位置传感芯片10,处理后分别通过Outputl和Outputl输出电压信号。当非接触式扭矩传感器工作时,转轴部件3旋转带动与之连接的圆环形磁铁9转动，圆环形磁铁9的转动在角度位置传感芯片10表面产生正余弦变化的磁场，角度位置传感芯片10感应磁场的变化产生相应波形的信号，通过内部信号处理输出随转角线性变化的电压信号Outputl和0utput2，电压信号通过电子控制单元(EOT)转化为所需的扭矩信
号。 虽然本实用新型已依据较佳实施例在上文中加以说明，但这并不表示本实用新型的范围只局限于上述的结构，只要被本实用新型的权利要求所覆盖的结构均在保护范围之内。本技术领域的技术人员在阅读上述说明后容易发展出等效替代结构，在不脱离本实用新型之精神与范围下所做之均等变化和修饰，皆应涵盖于本实用新型专利范围之内。
权利要求1.一种非接触式扭矩传感器,包括壳体,其特征在于 一转轴部件设于壳体内，包括转轴、圆环形磁铁、转盘，圆环形磁铁设于转轴上端，通过转盘与转轴注塑成转轴部件； 一块电路板设于圆环形磁铁上方的壳体台阶上，与圆环形磁铁留有间隙。
2.根据权利要求I所述的非接触式扭矩传感器，其特征在于所述的电路板电路包括型号为MLX90316角度位置传感芯片、电容C1-C6，角度位置传感芯片的端口 I与电容C2的一端相连，电容C2的另一端分别与端口 2、4、13、14、16及电容C1、C3的一端共连于地GNDI，电容Cl的另一端分别与端口 3、输入电源正极Vddl相连，电容C3的另一端分别与端口 15及信号输出端Outputl相连，电容C6—端分别与端口 5、6、8、10、12及电容C4、C5的一端共连于地GND2，电容C6的另一端分别与端口 7及信号输出端0utput2相连，端口 9与电容C5的另一端相连，电容C4的另一端分别与端口 11、输入电源正极Vdd2相连。
3.根据权利要求I或2所述的非接触式扭矩传感器，其特征在于所述转轴部件的转 盘下方设有波形垫圈、平垫圈，平垫圈与壳体内轴向凸台端面相接触。
专利摘要本实用新型涉及一种汽车传感器，为解决汽车电动助力转向系统扭矩传感器信号的稳定性差、寿命较短的问题，提供一种非接触式扭矩传感器，包括壳体，其结构要点是壳体内设有一转轴部件，转轴部件包括转轴、圆环形磁铁、转盘，圆环形磁铁设于转轴上端，通过转盘与转轴注塑成转轴部件；一块电路板设于圆环形磁铁上方的壳体台阶上，与圆环形磁铁留有间隙，构成非接触型式。与现有技术相比，其有益效果是克服了接触摩擦造成磨损的缺陷，提高了传感器的寿命；不受外界异物的影响，提高了信号的稳定性；通过对传感器芯片的编程，提高了传感器位置信号的一致性。
文档编号G01L3/02GK202710222SQ20122022318
公开日2013年1月30日 申请日期2012年5月18日 优先权日2012年5月18日
发明者王国荣, 王加熙, 袁广慧 申请人:上海新跃联汇电子科技有限公司