附件C：譯文



用于旋轉(zhuǎn)軸的非接觸電容式傳感器

摘要- 在機械軸上測量扭矩是汽車動力傳動系統(tǒng)和發(fā)動機控制系統(tǒng)所需要的。到目前為止，扭矩傳感主要是利用應(yīng)變計連接到軸上的滑環(huán)，使能夠進行電氣接觸來實現(xiàn)的。非接觸式磁性和光學(xué)技術(shù)也被加以運用。在提出的電容扭矩傳感器，兩個角位移傳感器被間隔一個明確定義的距離。在序列0，90，180 ，270。。。每一個電容位移傳感器的轉(zhuǎn)子組成一個電極陣列和相位角的正弦波電壓. 這些電壓電容從定子至轉(zhuǎn)子耦合。定子還裝有一個讀出電極。這個讀數(shù)電極讀出的正弦波相位角是成正比的轉(zhuǎn)子-定子電極重疊，因此與角位置成比例。相位角區(qū)別兩個角位移傳感器的輸出信號是它是一個直接測量的扭角，因此是軸上的扭矩。該傳感器能夠使非接觸式扭矩在0-100納米范圍內(nèi)對10毫米直徑的鋼軸進行測量。

1 導(dǎo)言
引擎的扭矩/速度關(guān)系是燃料消費經(jīng)濟性指標(biāo)的一個重要參數(shù)。在加速時保持發(fā)動機在盡可能最低的齒輪，通過改變齒輪比例，增加車輛行駛速度，而非操作油門，提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，這樣將得到最佳的燃油經(jīng)濟性。油門應(yīng)只用于在可能最低的發(fā)動機轉(zhuǎn)速時提高功率。很明顯，在這樣一種方式下發(fā)動機速度對于調(diào)整傳遞不是一個合適的參數(shù)。因此在操作遇到機械的局限性時應(yīng)使用轉(zhuǎn)矩調(diào)整傳動比。發(fā)動機曲軸或需要測量扭矩的軸，是旋轉(zhuǎn)的，這就強烈要求通過非接觸測量扭矩。旋轉(zhuǎn)軸采用電氣接觸時，需要使用滑環(huán)，這將導(dǎo)致費用更高，而且維修時需要傳感系統(tǒng)。另一可能限制范圍的邊界條件源于結(jié)構(gòu)的限制。要求力學(xué)性能的輪軸通常避免由于放置傳感器電子系統(tǒng)而銑槽或地方狹窄的輪軸，這是為實現(xiàn)一個更大扭角。槽孔的銑削基于扭矩測量系統(tǒng)的非接觸式應(yīng)變片，這種傳感器操作的電力可以通過感應(yīng)和傳感器數(shù)據(jù)的遙測提供給軸，這也是相當(dāng)可行的。然而，由于實際情況的限制，這樣削弱車軸的做法通常是不被允許的。此外，相對較高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速，對車軸的平衡要求更高，以避免慣性引起的振動。不過，這種系統(tǒng)已在船舶的軸上實施了，驅(qū)動軸的質(zhì)量和直徑以及每分鐘轉(zhuǎn)動的數(shù)目允許基于傳感器安裝一個應(yīng)變片和在軸上讀出電子。軸的限制處可以用來放大扭矩導(dǎo)致的扭角。這將有利于利用兩個角位移傳感器對扭矩進行測量;對限制處的任何一面。因為扭矩導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)角是與軸直徑的第四個電源成反比例的，在角位移上的可以獲得顯著的增益，然而，結(jié)構(gòu)問題通常阻礙這些技術(shù)的實施。