EPS轉矩轉角一體化傳感器的研究

方向盤的轉矩傳感器、轉角傳感器是汽車電動助力轉向系統的重要組成部分,其輸出信號的品質直接影響電動助力轉向系統的性能。為了滿足電動助力轉向系統對方向盤轉矩、轉角的測量要求,本文研究了一種同時輸出轉矩、轉角信號的非接觸式智能傳感器。首先,本文對國內外現有的轉矩傳感器、轉角傳感器進行了分析,并對能夠同時提供復合信號的轉矩、轉角傳感器進行了重點討論。壓電效應是某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，其內部會產生極化現象，同時在它的兩個相對表面上出現正負相反的電荷。

然后介紹了霍爾效應的基本理論,并對轉矩的常用測量方法進行了歸納總結。根據汽車轉向特性及霍爾芯片的性能,提出了一種全新的測量方法,實現轉角、轉矩的同時測量。其次,通過對齒輪傳動的推導分析,確定了齒輪的基本參數要求,并對傳感器總成中的各傳動齒輪進行了詳細的設計。再次,對傳感器的電路進行了模塊化的設計。本文將傳感器的測量電路分為單片機管理模塊、轉矩傳感器芯片模塊、角度傳感器電路芯片模塊,并分別對各測量電路進行了選材和設計。5℃風扇控制器帶有溫度檢測、電壓監(jiān)測和GPIO遠端溫度傳感器多達7路通道臨床級溫度傳感器精度達到±0。

多傳感器

1.關于檢測概率引起的傳感器更新順序問題。在迭代形式的多傳感器PHD(Iterated corrector PHD,IC-PHD)濾波中,跟蹤結果的好壞主要取決于后一個更新傳感器的檢測概率。當該傳感器的檢測概率較低時,極易造成整個多傳感器系統發(fā)生漏檢。為此,基于高斯混合實現的IC-PHD濾波,本文提出一種改進的濾波算法。該算法與原始濾波算法的結構類似,不同的是改進算法中每個高斯分量對應的檢測概率或漏檢概率是由多個傳感器的檢測概率和漏檢概率融合而成的。可以結合實時傳感器數據，預測水處理設備的潛在故障，診斷運行不合理的應用，通過人工智能算法實現自動的預測結果，進而實現信息的互聯互通、問題的提前預判、數據的自我演進和操控的先進管理。結果表明,改進算法不僅降低檢測概率的影響,同時也弱化了傳感器順序的影響。

2.關于漏檢引起的目標問題。在乘積多傳感器PHD(Product multi-sensor PHD,PM-PHD)濾波中,修正系數需要計算每一項均大于零的無窮項的和,計算不可行。為此,提出一種有限項近似方法。該方法在分析無窮項收斂性的基礎上,利用具有代表性的有限項的求和來近似。此外,一旦發(fā)生目標漏檢,PM-PHD濾波則有可能估計出目標。為此,基于高斯混合實現的PM-PHD濾波,本文提出一種高斯分量權重的重分配方法。這種磁電阻效應次由WilliamThomson于1857年在鐵樣品中發(fā)現。結果表明,該方法能同時避免目標和漏檢的發(fā)生,有效提高了濾波算法的性能。

3.關于量測信息利用不完全引起的目標權重估計錯誤問題。在計算由量測劃分產生的量測子集的權重時,由于IC-PHD濾波不能充分利用多個傳感器的量測信息,有時會出現權重過大或過小的現象。為此,本文提出一種雙向權重計算方法。該方法將量測子集的權重分為兩部分。一部分主要用于解決因漏檢造成的權重過低問題,另一部分主要用于解決因虛警造成的權重過高問題。Maxim的溫度監(jiān)控器IC測量溫度并提供功率開關輸出，適用于基于溫度的監(jiān)測和控制應用。結果表明,改進方法能有效提高濾波算法的跟蹤精度和魯棒性。

陶瓷壓力傳感器

抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞，壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面，使膜片產生微小的形變，厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面，連接成一個惠斯通電橋（閉橋），由于壓敏電阻的壓阻效應，使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號，標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等，可以和應變式傳感器相兼容。通過激光標定，傳感器具有很高的溫度穩(wěn)定性和時間穩(wěn)定性，傳感器自帶溫度補償0 ～70℃，并可以和絕大多數介質直接接觸。綜合考慮影響Ⅰ、Ⅱ型傳感器傳感特性的各種因素及相關參數,提出了三個具有較高計算精度且適合硬件實現的測量理論模型。

陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩(wěn)定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40 ～135 ℃，而且具有測量的、高穩(wěn)定性。電氣絕緣程度2kV，輸出信號強，長期穩(wěn)定性好。