电位计式扭矩传感器主要分为旋臂式、双级行星齿轮式和扭杆式。扭杆式测量结构简单且可靠性相对较高，早期得到广泛应用。

电位计式扭矩传感器的特点是什么?

EPS中扭杆式扭矩传感器的结构和原理如下：

扭杆式扭矩传感器由扭杆弹簧、转角-位移变换器和电位计组成。扭杆弹簧用于检测司机对方向盘施加的扭矩，并将其转化为相应的转角值。

转角-位移变换器是一对螺旋机构，将扭杆弹簧两端的相对转角转化为滑动套的轴向位移，由刚球、螺旋槽和滑块组成。滑块可以在螺旋方向上相对于输入轴移动，同时通过销连接到输出轴上，可在垂直方向上相对于输出轴移动。

因此，当输入轴相对于输出轴旋转时，滑块按照输入轴的旋转方向和相对于输出轴的旋转量而垂直移动。当转动方向盘时，扭矩通过扭杆传递，导致输入轴相对于输出轴产生偏差。

该偏差导致滑块移动，这些移动沿轴向转化为电位计的杠杆旋转角度，滑动触点在电阻线上的移动导致电位计的电阻值发生变化，电阻变化通过电位计转化为电压。因此，扭矩信号被转化为电压信号。

扭杆式扭矩传感器的设计重点在于扭杆的设计，因为扭杆是整个传感器的重要组成部分。扭杆通过细齿形渐开线花键和方向盘轴连接，在另一端通过径向销(直径D)与转向输出轴连接。

扭杆细齿形渐开线花键端部结构的外直径为d0=(1.15~1.25)d，长度为L=(0.5~0.7)d。为避免过大的应力集中，采用过度圆角时的半径为R=(3~5)d，扭杆的有效长度为l，d为扭杆有效长度的直径。

扭杆的扭转刚度k是一个重要的物理量，可以根据以下公式计算。

当扭矩T作用在扭杆上时，其扭转的切应力τ和变形角φ分别为：

扭转刚度的计算公式如下：

其中d为扭杆直径，L为有效长度，Ip为惯性矩，Zi为抗扭截面系数。

扭杆式扭矩传感器在早期的EPS中得到广泛应用，但由于是接触式的，工作时产生的摩擦会导致磨损，从而影响其精度，因此逐渐被淘汰。

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