一种基于霍尔效应的扭矩传感器研究

摘要

设计了一种基于霍尔效应的非接触式扭矩传感器.将极性相反的瓦型永磁体交替排列在径向圆盘基体上形成磁环,以此为激励源产生交变磁场.传感器工作过程中轴两端磁环随着轴的旋转产生周期性变化磁场,由霍尔元件在交变磁场中的霍尔效应输出两路具有相位差的周期性电压信号,通过计算两路电压信号之间的相位差可得到轴两端相对扭转角大小,从而确定扭矩值,并由此建立了轴端负载扭矩与霍尔电压之间的对应关系.利用Ansoft Maxwell软件对扭矩传感器工作过程进行仿真,通过仿真得到传感器的测量精度与磁环永磁体尺寸相关的结论.讨论了不同气隙距离处磁感应强度的变化规律,得到霍尔元件较好的工作位置是距永磁体表面0.5～0.7mm处.